第十一章維生素與輔酶一、維生素概論二、脂溶性維生素三、水溶性維生素四、作為輔酶的金屬離子1一、維生素概論2（一）發現記(1906年英國)純化飼料礦物質、蛋白質、脂肪、核酸、糖純化飼料+極微量牛奶牛奶中存在需要量極少，但生存必需的食物輔助因子——維生素動物合成某些維生素的功能退化，必須依靠植物和微生物提供，一旦缺乏：病/死

說明？3（二）概念

維生素(vitamin)

——人類必需的一類營養素是維持機體正常生理功能所必需、機體自身又不能合成或合成量不足，必需靠外界供給的一類微量低分子有機化合物。不是能量物質，也不是結構物質

4依據溶解性分為：水溶性：VB族、VC

脂溶性：

VA

、VD、VE、VK功能：水溶性V—輔酶，

參與酶催化反應中底物基團的轉移脂溶性V—調控某些生物機能

5二、脂溶性維生素重要的脂溶性維生素1.維生素A：視黃醇（retinol）2.維生素D：麥角鈣化(甾)醇（ergocalciferol，即維生素D2）膽鈣化(甾)醇（cholecalciferol，即維生素D3）3.維生素E：生育酚（tecopherol）

4.維生素K：凝血維生素6（一）維生素A維生素A包括A1及A2兩種。維生素A1即維生素A。來源維生素A只存在于動物性食物中，魚肝油中含量較多。維生素A1存在于咸水魚的肝臟，而維生素A2則存在于淡水魚的肝臟。奶類、蛋類和肉類亦含有維生素A1。植物性食物還含有維生素A原，即β-胡蘿卜素（β-carotene）。7如果假定β-胡蘿卜素轉化成維生素A的有效率為100％，則α-胡蘿卜素的有效率為53％，γ-胡蘿卜素為28％。1分子β-胡蘿卜素在人體內經1種氧化酶和脫氫酶的相繼作用可變為2分子維生素A1。8維生素A與正常視覺的關系功能主要功能為維持上皮組織的健康及正常視覺。910111213弱光存在形式：視紫紅質（含視黃醛的糖蛋白）視黃醛功能

暗視野下感光視紫紅質全反式視黃醛全反型維生素A11-順型視黃醛視蛋白暗處NADH+E111-順型維生素ANADH+E1E2E2

視黃醛異構酶E1

醇脫氫酶14

全反視黃醛

11-順視黃醛維生素A(視黃醇)

光敏感蛋白—視紫紅質視蛋白骨架視蛋白（暗）視蛋白（光）15維生素A的其他功能維生素A還有助于動物生殖和泌乳。對腎上腺皮質類固醇（包括腎上腺皮質激素和膽固醇）的生物合成、粘多糖的生物合成（促進生物硫酸化）、核酸代謝和電子傳遞都有促進作用。還有人認為維生素A對Ca2+通過某種生物膜有普遍促進作用。16維生素A缺乏會引起一系列的癥狀。主要的有下列幾種：①上皮組織結構改變，呈角質化，易受病菌侵襲。②視紫紅質不足，對暗光適應力減弱發生夜盲癥狀。③引起某些方面的代謝失調。例如新近發現缺乏維生素A時，動物某些器官的DNA含量減少，粘多糖（硫酸軟骨素）的生物合成也受阻礙。

攝取過量維生素A是有害的。維生素A較易被正常腸道吸收，但不直接隨尿排泄。兒童每天攝食50000到500000單位即產生中毒癥狀。早期癥狀為易怒、食欲不振、皮膚發癢、疲倦、脫毛、肌痛、頭痛、體重減輕、口角開裂、口唇龜裂出血、鼻出血等癥狀。缺乏和過多的影響17（二）維生素D來源只動物體內才含有，魚肝油含量最豐富；蛋黃、牛奶、肝、腎、腦、皮膚組織都含有維生素D。動植物組織含有可以轉化為維生素D的固醇類物質，稱維生素D原。經紫外光照射可變為維生素D。麥角固（甾）醇和7-脫氫膽固醇是典型的維生素D原。結構維生素D是固醇類物質。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射維生素D原的方法來制造。18

VD固醇衍生物人體皮膚中的7-脫氫膽固醇VD3功能

1.促進Ca2+在骨骼中沉積VD紫外線230~300nm(P437)19維生素D

UV自發轉變維生素D3肝腎1，25—維生素D3前維生素D37—脫氫膽固醇25—羥維生素D3（膽鈣化醇）維生素D3的生成維生素D2（麥角鈣化醇）麥角甾醇維生素D2的生成20功能維生素D的主要功能是調節鈣、磷代謝，維持血液鈣、磷濃度正常，從而促進鈣化，使牙齒、骨骼正常發育。維生素D能保持血鈣的正常含量，間接有防止失血和保護神經肌肉系統的功用。21缺乏：佝僂病、嚴重蛀牙、

軟骨病、老年性骨質疏松癥22維生素D攝食過量會呈毒性。中毒的早期癥狀為乏力、疲倦、惡心、頭痛、腹瀉等。較嚴重時可引起軟組織（包括血管、心肌、肺、腎、皮膚等）的鈣化，導致重大病患。過多的攝取維生素D還可使總血脂和血膽固醇量增高，妨礙心血管功能。過量維生素D之所以產生毒性，主要是因維生素D不易排泄，機體只能從膽汁排出一部分過多的維生素D。23（三）維生素E維生素E又稱抗不育維生素或生育酚。自然界存在的具有維生素E作用的物質，已知有8種，其中4種（α、β、γ、δ生育酚）較為重要，α-生育酚的效價最高。一般所稱的維生素E即指α-生育酚。2425來源維生素E分布甚廣，以動植物油，尤其是麥胚油、玉米油、花生油及棉子油含量較多。此外，蛋黃、牛奶、水果、萵苣葉等都含有。植物的綠葉能合成維生素E，動物不能。動物組織（包括奶、蛋黃）的維生素E都是從食物中取得的。功能鼠類缺乏維生素E生殖力即受阻，雄性睪丸萎縮，不能產生精子，其不孕性是永久的，但對雄性小白鼠無妨礙；雌性雖然仍能受孕，但胎兒多在妊娠期死去并被吸收，倘在妊娠初期給以維生素E，胎兒仍可正常發育。維生素E對于人類有無功效，尚未確定，因在人類尚未發現有因缺乏維生素E而至不育的確證，用維生素E治療不育病人，亦無顯著療效。26功能維生素E對維持骨骼肌、心肌、平滑肌和周圍血管的正常功能也甚重要，可防止有關肌肉萎縮。由于維生素E的強抗氧化性質，能保護不飽和脂酸使其不被氧化成脂褐色素（lipofuscin）及自由基，從而維護細胞的完整和功能，故有一定的抗衰老作用。維生素E中以α-生育酚的生理功效最高，β-及γ-生育酚的效價僅及α-生育酚的一半，δ-生育酚的功效約為α-生育酚的1％，氧化后的生育酚無生理功效。27缺乏和過多的影響動物長期缺乏維生素E可以導致：①生殖系統的上皮細胞毀壞，雄性睪丸退化，不產生精子（雄性小白鼠不受此影響），雌性流產或胎兒被溶化吸收。②肌肉（包括心肌）萎縮，形態改變，同時代謝也發生反常，耗氧量和肌酸排出量都增加，許多酶系的活力也發生改變。③血膽固醇水平增高，紅細胞被破壞，發生貧血。維生素E對人體的這些缺乏病并無明確療效，故在臨床上對人類尚無治療價值。但在預防上有抗自由基的作用。維生素E攝食過量也無毒性，因為大部分可在肝臟中與葡萄糖醛酸結合由尿排出，或以生育酚狀態通過肝臟隨膽汁排到消化管，同糞便一同排出體外。28（四）維生素K維生素K是一類能促血液凝固的萘醌衍生物。1929年被H．Dam所發現。有K1、K2、K3和K4，K1、K2為天然產物，K3和K4為人工合成品。維生素K429來源豬肝、蛋黃、苜蓿、白菜、花椰菜（菜花）、菠菜、甘藍和其他綠色蔬菜都含豐富的維生素K。腐魚肉含維生素K2最多，人和動物腸內的細菌能合成維生素K。性質維生素K1為黃色油狀物。維生素K2為黃色晶體，溶于油脂及有機溶劑，如乙醚、石油醚和丙酮等，耐熱，但易被光破壞。功能維生素K的主要作用是促進血液凝固，因維生素K是促進肝臟合成凝血酶原及幾種其他凝血因子的重要因素。肝臟功能失常時，維生素K即失去其促進凝血酶原生成的功效。維生素K1的活性較低，維生素K2的活性較高，維生素K3的活性最強。30功能：促進凝血血纖維蛋白質促凝血蛋白原血漿凝血酶磷脂、Ca2+凝血酶原維生素K凝血酶不溶性血纖維蛋白凝塊來源：各種食物、腸道中微生物的合成，

不易缺乏電子傳遞體31缺乏的影響

動物缺乏維生素K，血凝時間延長，血中凝血酶原減少，血不易凝固。成人一般不易缺乏維生素K，因人類腸中的微生物可以合成維生素K，而且普通膳食中所含的維生素K已可滿足正常需要新生嬰兒腸內無細菌，不能合成維生素K，身體本身又無貯存，故易因維生素K的缺乏而出血，應當在出生前增加母體的維生素K。維生素K1及K2對動物均無毒。人服用或注射維生素K1后，個別人有面孔發紅、呼吸困難和胸痛等癥狀。大劑量維生素K3及其衍生物可引起動物貧血、脾腫大和肝腎傷害。對皮膚和呼吸道有強烈刺激，有時還引起溶血。32主要脂溶性維生素的輔酶形式及主要功能

維生素輔酶功能1.維生素A

1１－順視黃醛視循環2.維生素D１，２－二羥膽鈣甾醇調節鈣、磷代謝3.維生素E

保護膜脂質，抗氧化劑4.維生素K參與氧化還原反應羧化反應的輔助因子33B-VitaminsVitaminC三、水溶性維生素34維生素B1（thiamine）又稱抗神經炎素、硫胺素噻嘧胺，是維生素中最早被發現的。維生素B1是嘧啶衍生物，由2-甲基-4-氨基嘧啶同一個噻唑衍生物（4-甲基-5-β-羥-乙基噻唑）經一個亞甲基連接而成。（一）維生素B1和硫胺素焦磷酸35存在形式：TPP（硫胺素焦磷酸）由ATP提供維生素B1在活體組織中可經硫胺素激酶催化與ATP作用轉化成硫胺素焦磷酸（thiaminepyrophosphate，TPP）。36TPP-合成酶ATPAMPTPP是VitB1的活化形式37來源酵母中含維生素B1最多。其他食物中雖普遍含有維生素B1，但含量都不高，其中五谷類含量較高，多集中在胚芽及皮層中。此外，瘦肉（特別是豬肉），核果和蛋類的含量也較多。蔬菜中白菜及芹菜含量較多。酵母、某些細菌和高等植物能合成維生素B1。在動物和酵母體中，維生素B1主要以焦磷酸硫胺素形式存在。在高等植物體中有自由維生素B1存在。38功能及作用機制主要功能是以輔酶方式參加糖的分解代謝。TPP是脫羧酶、丙酮酸脫氫酶系和α-酮戊二酸脫氫酶系的輔酶。39脫羧酶輔酶

將底物移入/出脫羧酶活性中心+丙酮酸脫羧酶40缺乏病：1、腳氣病消化不良（抑制膽堿酯酶）2.中樞神經和胃腸病患糖代謝失常多存在于種皮、瘦肉、白菜中VB1在酸性溶液中穩定，耐熱，在pH3.5以下，120℃不被破壞。維生素B1的另一作用是促進年幼動物的發育。維生素B1還有保護神經系統的作用，41（二）維生素B2和黃素輔酶維生素B2又稱核黃素（riboflavin），是一種含核糖醇基的黃色物質，在自然界多與蛋白質結合存在，這種結合體稱黃素蛋白。維生素B2由異咯嗪與核糖醇所組成42來源維生素B2的分布較廣。酵母、肝臟、乳類、瘦肉、蛋黃、花生、糙米、全粒小麥、黃豆等含量較多；蔬菜及水果也略含有。人體不能合成維生素B2，某些微生物能合成。性質維生素B2為桔黃色的針狀晶體，味苦，微溶于水，極易溶于堿性溶液，水溶液呈黃綠色熒光，在波長565nm，pH4～8之間熒光最大，可作定量依據。對光和堿都不穩定，對酸相當穩定。在堿液中經光作用產生光咯嗪（lumichrome）。自然界中，維生素B2在機體內與ATP作用轉化為核黃素磷酸，即黃素單核苷酸（簡稱FMN）。后者再經ATP作用進一步磷酸化即產生黃素腺嘌呤二核苷酸（簡稱FAD）。43氧化態

還原態機理FMN+2e+2H+

FMNH2FAD+2e+2H+

FADH2

二甲基異咯嗪上的N1、N5載運H缺乏病——舌炎、眼球充血等癥狀補充物—牛奶、蔬菜廣泛存在，酵母、肝、腎、蛋、奶、大豆中豐富444546（三）維生素B3（泛酸、遍多酸）與輔酶A來源泛酸廣布于動植物組織中。肝、腎、蛋、瘦肉、脫脂奶、糖漿、豌豆、菜花、花生、甜山芋等的泛酸含量都較為豐富，腸細菌及植物能合成泛酸，哺乳類不能。結構泛酸是β-丙氨酸與α，γ-二羥-β-二甲基丁酸結合而成的化合物。分子中有一肽鍵。性質泛酸為淡黃色粘性油狀物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯。在中性溶液中對濕熱、氧化和還原都穩定。酸、堿、干熱可使之分裂為β-丙氨酸及其他產物。泛酸的鈣鹽為無色粉狀晶體，微苦，溶于水，對光及空氣都穩定，但在pH5～7溶液中可被熱破壞，商品泛酸為泛酸鈣。47化學結構泛解酸β丙氨酸VB3存在方式輔酶A（CoA~SH）3`5`巰基乙胺酰胺鍵磷酸二酯鍵泛酸3，3-二甲基-2、4-二羥基丁酸

OH1VB33`.5`-ADP(P447)48功能——酰基轉移酶輔酶，傳遞酰基在脂類與糖類代謝中起重要的作用H2O脂酰CoAH+49CoA主要起傳遞酰基的作用，是各種酰化反應中的輔酶。主要功能：（1）通過親核攻擊轉移活化的酰基（2）吸取一個質子活化酰基的-氫50缺乏的影響成人每天有5～10mg的泛酸即基本滿足需要，缺乏泛酸的情況極少。大白鼠缺乏泛酸，毛變灰白，并自行脫落，毛與皮的色素形成可能與泛酸有關。機體的泛酸有大部分（約70％）可不經改變由尿排出，小部分隨糞便排出。51（四）維生素PP和煙酰胺輔酶維生素PP（nicotinamide，nicotinicacid），過去稱抗癩皮病維生素，包括煙酸及煙酰胺兩種化合物。由于煙酰胺的副作用較小（如引起面部、頸部發赤、發癢和燒灼感），醫療及營養上多用煙酰胺，國際生化名詞委員會采用煙酰胺為維生素PP的化學名。來源煙酸和煙酰胺的分布都很廣，以酵母、肝臟、瘦肉、牛乳、花生、黃豆等含量較多；谷類皮層及胚芽中含量亦富，動物腸內有的細菌可從色氨酸合成煙酸和煙酰胺。52化學結構存在方式煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶I）NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（輔酶Ⅱ）NADP+煙酰胺NAD+磷酸NADP+NMPAMPO53功能：脫氫酶輔酶，傳遞H酶活性中心+底物可自身合成，不缺乏54在脫氫酶的活性中心輔助H傳遞NAD(P)H脫氫酶活性中心底物

NAD(P)+NAD(P)H將H傳遞出去55功能煙酸及煙酰胺有下列幾種生理作用：①作為輔酶成分參加代謝NAD和NADP為脫氫酶的輔酶，是生物氧化過程中不可缺少的遞氫體。②維持神經組織的健康③煙酸和煙酰胺可促進微生物（如乳酸菌、白喉桿菌、痢疾桿菌等）生長。④煙酸可使血管擴張，使皮膚發赤、發癢，煙酰胺無此作用。較大劑量煙酸有降低血漿膽固醇和脂肪的作用。醫藥上用煙酸肌醇酯作為防治血脂和血膽固醇過高癥就是利用煙酸和肌醇來防止膽固醇在血液中累積。56缺乏的影響膳食中長期缺少維生素PP所引起的疾病為對稱性皮炎，又叫癩皮病（pellagra）。在狗生黑舌病。癩皮病患者的中樞神經及交感神經系統、皮膚、胃、腸等皆受不良影響。主要癥狀為對稱性皮炎，消化管炎和神經損害與精神紊亂，兩手及其裸露部位呈現對稱性皮炎，發炎處有顯著而界限清楚的色素沉著及腹瀉等特征。煙酸和煙酰胺可部分由尿排出，大部分在體內轉化為其他物質。大劑量（3～8g/日）可損害肝臟。57（五）維生素B6和磷酸吡哆醛（胺）來源維生素B6的分布較廣，酵母、肝臟、谷粒、肉、魚、蛋、豆類及花生中含量都較多。動物組織中多以吡哆醛和吡哆胺形式存在，植物組織中多以吡哆醛的形式存在。某些動植物和微生物能合成維生素B6。結構3種吡哆素皆為吡啶的衍生物又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺58NCH2O—CHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺轉氨酶ATPADP磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺轉氨酶磷酸吡哆胺ATPADP激酶ATPADP5960功能：作為輔酶參加多種代謝反應，包括脫羧、轉氨、氨基酸內消旋、Trp代謝（包括Trp→nicotinamide）、含硫氨基酸的脫硫、羥基氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等。分布廣泛;食物中富含，腸道細菌可以合成供人體需要。維生素B6也是微生物（如酵母、乳酸菌等）生長所必需的。吡哆醛磷酸與吡哆胺磷酸的活性較高。61缺乏及過多的影響小劑量無任何不良副作用，大劑量（每公斤體重3～4g）會引起痙攣。長期缺乏維生素B6會導致皮膚、中樞神經系統和造血機構的損害，例如人體嚴重缺乏維生素B6會產生抑郁、精神紊亂、血色素降低，白細胞類型反常，皮脂溢出、舌炎、口炎和鼻炎等。嬰兒缺乏可能引起易驚、腹脹、嘔吐、腹瀉和抽搐等，但不常見。白鼠缺乏可發皮炎、爪、耳棘皮。成人每天2.0mg，嬰兒及兒童每天有0.2～1.2mg即可，不致有缺乏之虞。62為含硫維生素，其結構可視為由尿素與硫戊烷環結合而成，并有一個C5酸枝鏈。HNNHCO尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷環部分(CH2)4COOHC5酸根部分生物素（biotin）尿素環上的一個N可與CO2結合(P454)（六）維生素B7（生物素）6364生物素是細長針狀的晶體，熔點232℃，耐熱和酸堿，微溶于水。功能：生物素是多種羧化酶的輔酶，在CO2固定反應中起重要作用。6566（七）維生素B11（葉酸）與四氫葉酸來源葉酸分布較廣，綠葉、肝、腎、菜花、酵母中含量較多，其次為牛肉、麥粒。結構葉酸分子是由蝶啶（pteridine）、對氨基苯甲酸與L-谷氨酸連接而成：67存在形式——四氫葉酸（輔酶F、CoF）谷氨酸葉酸四氫葉酸5678F4，THF68含一個碳原子的基團功能：一碳單位脫除酶的輔酶傳遞一碳基團69傳遞亞甲基谷氨酸谷氨酸傳遞甲基谷氨酸傳遞甲川基707172葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成，間接影響蛋白質合成。磺胺類藥物可競爭性地抑制細菌葉酸的合成，導致繁殖中斷。73功能葉酸的重要生理功用是作為一碳化合物的載體參加代謝。缺乏的影響由于葉酸間接與核酸和蛋白質的生物合成有關，缺乏時可引起多種疾病。如雞缺乏葉酸時患貧血和抗病力降低，鼠毛缺少色素，猴患巨紅血細胞貧血、白血病、腹瀉、水腫和口腔損害等癥，人患惡性貧血、舌炎和胃腸疾患等。葉酸在體內可轉化為其他物質，約2／3與其他物質結合，從尿排泄的甚少，對人無毒。臨床上葉酸只適用于惡性貧血，對缺鐵所引起的貧血無效。74（八）維生素B12（鈷維生素）維生素B12是含鈷的化合物，故又稱鈷維生素或鈷胺素（cobalamins或cobamide），至少有5種。一般所稱的維生素B12是指分子中鈷同氰（CN）結合的氰鈷胺素。來源肝臟為維生素B12的最好來源，其次為奶、肉、蛋、魚、蚌、心、腎等，植物不含維生素B12。天然維生素B12與蛋白質結合存在，在吸收前須經熱或蛋白水解酶分解成自由型才能被吸收。在自然界中只有微生物能合成維生素B12，動物組織中的維生素B12部分從食物得來，部分是腸道中的微生物合成的。75結構維生素B12是含三價鈷的多環系化合物，其經驗式為C63H88O14N14PCo。76輔酶參與的3種類型的反應77功能：1.促進某些化合物的異構作用。2.

促進甲基轉移作用。3.

維持SH的還原型狀態。4.

促進核酸和蛋白質的生物合成。5.

維持造血機構的正常運轉。6.

促進上皮組織細胞的新生。784.

髓磷脂的生物合成減少，損害神經系統缺乏癥：1.兒童及幼齡動物發育不良。2.消化道上皮組織細胞失常。3.造血器官功能失常，導致惡性貧血。79（九）硫辛酸

辛：八

H2C-CH2-HC（CH2）4—COOH||SHSH(P459)80

H2C-CH2-HC（CH2）4—COOH

S—S

酰基的載體硫辛酸是一種酰基載體，存在于丙酮酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶中，是涉及糖代謝的兩種多酶復合體。在-酮酸氧化作用和脫羧作用時行使偶聯酰基轉移和電子轉移的功能8182（十）維生素C（抗壞血酸）來源維生素C的主要來源為新鮮水果及蔬菜。水果中含量最多者首推橙類，番茄含維生素C也很多。蔬菜中以辣椒的維生素C含量最富，每100g辣椒中所含維生素C可達200mg。此外，胡蘿卜、甘藍、蘿卜以及綠葉菜和嫩芽中的含量都相當多。野生植物中毛梨（刺梨）、槐花及醋柳含維生素C亦富。結構維生素C為酸性己糖衍生物，是烯醇式己糖酸內酯。有L-及D-型兩種異構體，只有L-型有生理功效，還原型和氧化型都有生物活性。8384Vc生理功能：1、參與體內氧化還原反應（1）保持巰基酶的活性和谷胱甘肽的還原狀態，起解毒作用85（2）還原高鐵血紅蛋白成血紅蛋白（3）促進腸道內鐵的吸收（4）保護VitA、E和B免遭氧化2、參與體內多種羥化反應（1