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维生素与辅酶主要介绍各种维生素的结构、性质和功能,维生素与辅酶的关系。
1(一)维生素的概念维生素是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物。这类物质在机体内不能合成,或合成的量不能满足机体的需要,故必须从食物中摄取。一、维生素的概念和类别
2(二)分类维生素脂溶性维生素:A、D、E、K水溶性维生素:B族(B1、B2、B3、B5、B6、B7、B11、B12)和维生素C
3二、脂溶性维生素(一)维生素A族维生素A1又称为视黄醇,A2称为脱氢视黄醇。β-胡萝卜素是维生素A的前体,故称其为维生素A原。1、结构维生素A1维生素A2白芷酮环2-甲基丁二烯和一个甲醇基
4°β-胡萝卜素
52、功能(1)维持上皮组织的正常结构和功能(2)维持正常视觉(明视觉和暗视党)
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8②11-顺视黄醛与视蛋白以schiffbase结合视蛋白Schiff碱视紫红质
9③视循环
10维生素D的通式(二)维生素D族
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12食物25-羟胆钙化醇1,25-二羟胆钙化醇(1,25-二羟基维生素D)胆钙化醇(维生素D3)肝羟化肾羟化在生物体内,D2和D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后,形成1,25-二羟基维生素D。其中1,25-二羟基维生素D3是生物活性最强的。
132.功能(1)维生素D的主要功能是调节钙、磷代谢,可促使小肠吸收钙,使血钙浓度增加,也可促使小肠吸收磷,使血磷浓度升高。钙结合蛋白(2)有助于血液凝固(3)降低神经兴奋的作用维生素D能通过对RNA的影响诱导钙结合蛋白的生物合成。
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16(三)维生素E族(又称生育酚、育酚)1.结构6-羟苯骈二氢吡喃衍生物α-Tocopherol12345678具有维生素E作用的物质有8种,其中4种(α、β、γ、δ)较为重要。α-生育酚效价最高。
172.性质维生素E对氧十分敏感,极易被氧化而保护其他物质不被氧化,是动物和人体中最有效的抗氧化剂。
183.功能1、维生素E具有抗氧化剂的功能,可使细胞膜上不饱和脂肪酸免于氧化而破坏。2、维生素E还可以保护巯基不被氧化,而保持某些酶的活性。3、维生素E有抗衰老、防治肿瘤等作用。
19(四)维生素K族维生素K族有K1、K2、K3、K4。K1、K2是天然存在的。K3、K4是人工合成的。
201.结构2-甲基-1,4萘醌的衍生物1234
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222.功能促进血液凝固,所以维生素K也称凝血维生素。VitK
23尿激酶原血纤维蛋白溶酶原降解物(血栓溶解)尿激酶血纤维蛋白溶酶血纤维蛋白
24N—C—CH3HCC—CH2CH2OHSCl维生素B1由一含噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成,又称硫胺(素)1245NH2·HCl3HCCH2124三、水溶性维生素和辅酶(一)B族维生素1.维生素B1(硫胺素thiamine)
25硫胺素+ATPMg2+硫胺素激酶TPP+AMP
26(2)功能B1的辅酶形式TPP,是丙酮酸脱羧酶、α-酮戊二酸脱羧酶的辅酶,参与α-酮酸的氧化脱羧。
27脚气病是因维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎。缺少维生素B1,不能形成足够的焦磷酸硫胺素,因丙酮酸脱羧作用受阻,组织和血液中的乳酸大增,糖的分解代谢至阻所引起的。脚气病
282.维生素B2(核黄素)维生素B2是一种含有核糖醇基的黄色物质,故又称核黄素。核糖醇基异咯嗪
29在生物体内VB2以黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的形式存在。
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31(2)功能①维生素B2是FMN是FAD的组成成分,FMN和FAD是氧化还原酶的辅酶。
32②FMN和FAD是氢的载体。在生物氧化过程中,FMN和FAD通过分子中异咯嗪环上的1位和10位氮原子的加氢和脱氢、把氢从底物传递给受体。
333.维生素B3(泛酸,遍多酸pantothenicacid)(1)结构α,γ-二羟-β,β-二甲基丁酸与β-丙氨酸通过肽键缩合而成的酸性物质。
34(2)功能B3是CoA的组成成分,CoA是生物体内转酰基酶的辅酶(主要作为转乙酰基酶的辅酶),参与转酰基作用。
354.维生素B5包括尼克酸(又称烟酸)和尼克酰胺(又称烟酰胺)。
36NAD+(烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸,又称为辅酶I)和NADP+(烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶II)是维生素烟酰胺的衍生物.
37生物功能:1、NAD和NADP是多种脱氢酶的辅酶。
382、NAD和NADP在代谢反应中起递氢作用。例如:
395.维生素B6(吡哆素)(1)结构吡哆醛吡哆醇吡哆胺
40维生素B6在体内经磷酸化作用转变为相应的磷酸酯,它们之间也可相互转变。PLPPMP
41(2)功能PLP和PMP主要作为氨基酸转氨酶、氨基酸脱羧酶、氨基酸消旋酶的辅酶。
426.维生素B7(生物素biotin)(1)结构生物素是一种水溶性维生素。其结构为带有戊酸侧链的噻吩与尿素所结合的骈环。(尿素部分)(C5酸根部分)(硫戊烷环部分)
43(2)功能B7作为多种羧化酶的辅酶,起CO2载体的作用。
447.维生素B11(叶酸folicacid)(1)结构
45(2)功能叶酸在5、6、7、8位加上四个氢,生成四氢叶酸(FH4),四氢叶酸是一碳单位的载体,传递一碳单位。
46作为辅酶的是叶酸加氢的还原产物—5,6,7,8-四氢叶酸(THFA或FH4)。
47四氢叶酸的生物功能:四氢叶酸是转一碳基团酶系的辅酶,可参与多种反应。它是甲基,亚甲基,甲酰基,次甲基,亚胺甲基等的载体,因而可形成各种四氢叶酸的衍生物。
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49四氢叶酸与蛋白质的合成与核酸的合成有关。
508.维生素B12(氰钴胺素cyanocobalamin)(1)结构B12的咕啉核心
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521、5’-脱氧腺苷钴胺素是几种变位酶的辅酶。
532.甲基钴胺素作为辅酶参与转甲基作用。
54B族维生素及其辅酶形式B族维生素辅酶形式主要作用硫胺素(B1)硫胺素焦磷酸酯(TPP)α-酮酸氧化脱羧酮基转换作用硫辛酸6,8-二硫辛酸α-酮酸氧化脱羧泛酸辅酶A(CoA)酰基转换作用核黄素(B2)黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)氢原子转移氢原子转移尼克酰胺(PP)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)氢原子转移氢原子转移吡哆素(B6)磷酸吡哆醛氨基酸代谢生物素(H)生物素羧化作用叶酸四氢叶酸“一碳基团”转移钴胺素(B12)5-甲基钴铵素5-脱氧腺苷钴铵素甲基转移
55(二)维生素C(抗坏血酸ascorbicacid)1.结构Ascorbicacid(vitaminC)或
563、Vc的生理功能:(1)通过它本身的氧化和还原在生物氧化过程中作为氢的载体。(2)Vc是脯氨酸羟基化酶的辅酶。因为胶原蛋白中含有较多的羟脯氨酸,所以抗坏血酸可促进胶原蛋白的合成。(3)Vc能使这些酶分子中的巯基处于还原状态,从而维持其催化活性。
57三、其它的辅酶1、CoQ(泛醌)n=6~10,微生物n=6,动物组织n=10。结构:功能:传递氢或电子
582、硫辛酸Ox型Red型硫辛酸(6,8-二硫辛酸)
59与硫辛酰胺有关的两个酶;①硫辛酰胺转乙酰酶②二氢硫辛酰胺脱氢酶
60硫辛酰胺是丙酮酸脱酰氧化过程中的一个传递乙酰基和氢的辅酶。
613、ATP与UDPATP为磷酸化酶的辅酶,供应磷酸和能量。UDP为核苷二磷酸激酶的辅酶。
62根据金属离子与酶蛋白结合程度,可分为两类:金属酶和金属激酶。(1)金属酶在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3、Zn2+、Mn2+、Co2等。金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子,在酶促反应中传递电子,原子或功能团。4、酶分子中的金属离子
63金属酶中的金属离子与配体金属离子配体酶或蛋白Mn2咪唑丙酮酸脱氢酶Fe2+/Fe3+卟啉环,咪唑,血红素,含硫配体氧化-还原酶,过氧化氢酶Cu+/Cu2+咪唑,酰胺细胞色素氧化酶Co2+卟啉环变位酶Zn2+-NH3,咪唑,(-RS)2碳酸酐酶,醇脱氢酶Pb2-SHd-氨基-g-酮戊二酸脱水酶Ni2-SH尿酶
642、金属激酶激酶是一种磷酸化酶类,在ATP存在下催化葡萄糖,甘油等磷酸化。其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中,酶与这类离子结合而被激活。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+等。金属离子对酶有一定的选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。