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生物化学:第八节 维生素与辅酶、辅基


一、水溶性维生素与辅酶、辅基
某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同 实施催化作用,这类小分子能用透析或超滤等方法 除去,被称为辅酶,不能除去的叫辅基.
辅酶或辅基是一类具有特殊化学结构和功能的化合 物。参与的酶促反应主要为氧化-还原反应或基团转 移反应。
大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维生素。
2. 核黄素(VB2)
核黄素(维生素B2)由核糖醇和7,8-二甲基异咯嗪两部分组成。 核黄素是氧化-还原酶的辅基FMN和FAD的组分。
N1和N5上活泼双键 易接受H+和给出H+
1
5
1
10
VB2
中 , 起 着 电 子 和 质 子 的 传 递 体
-
功 能:
在 脱 氢 酶 催 化 的 氧 化
作还
用原
3. VB3(泛酸)和辅酶A(CoA)及ACP
A
(CoA ACP)
谢功 中能 间: 产辅 物酶 的 重是 要传 辅递 酶酰
基 , 是 形 成 代 。
辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶(酰基转 移酶)的辅酶,它的前体是维生素(B3)泛酸。
-巯基乙胺
3‘-P-ADP
辅酶A(CoA)的作用机制
-
-
1. VB1( 硫胺素)(植物种子、胚芽、芹菜、白菜
瘦肉、酵母等)
硫胺素(维生素B1)在体内以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。
缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、 下肢水肿。
NH2
N
H3C N
嘧啶环
CH2
ClN+
3
4 CH3
2 1S 5 CH2CH2 OH 噻唑环
实质是盐酸硫胺素
羧化酶的功能是作为CO2的递体,在生物合成中起传递和 固定CO2的作用。在光合作用和脂肪合成中有重要意义。
生物素羧化酶的作用机制
+ HCO3-
生物素-酶
CO2-生物素酶
来源广泛:肝脏、肾、蛋黄、酵母、蔬菜、五 谷杂粮
人和动物肠道细菌能合成生物素,一般很少出 现缺乏症。
但大量食用生鸡蛋清可引起生物素缺乏,卵清 中含有抗生物素蛋白——avidin,能够和生物 素结合成无活性又不能够消化吸收的物质。
第八节 维生素与辅酶、辅基
维生素的定义
维生素(F.G.Hopkins)是机体(动物、植物和微生 物)维持正常生命活动所必不可少的一类小分 子有机化合物。
维生素的发现(源于医药实践和科学实验; 1906年来自动物实验)
维生素一般习惯分为脂溶性和水溶性两大类。 其中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调 节作用,而水溶性维生素是通过转变成辅酶对 代谢起调节作用。
转氨基作用
R1-C| H-COONH+3
α-氨基酸1
R2-C|| -COOO
α-酮酸2
R1-C|| -COOO
α-酮酸1
转氨酶
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
(辅酶:磷酸吡哆醛)
6. 生物素(VB7,维生素H)
生物素是羧化酶的辅基。
O
C
脲 HN
NH
戊酸侧链
噻吩
H2C S
CH (CH2)4COOH
。反

2. VB2(核黄素)和 FAD和FMN
FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄 素单核苷酸)是核黄素(维生素B2)的衍生 物,
OH OH
OHOHOH O
CH2CHCHCHCH2OPOCH2 O
N
N
NN
OH2
CH3
CO
N
N
CH3
NH
NC
NH2
O
FMN
FAD
FMN和FAD的氧化-还原反 应
+
硫酯键易水解, 具有较高的基团转移能力
组成酰基载体蛋白 (acylcarrier protein,ACP):
4-磷酸泛酰巯基乙氨通过共价键与酰基载体蛋白的 Ser-OH相连。
4-磷酸泛酰巯基乙胺 食物中泛酸相当丰富,且动物肠道内细菌可合成,极少发生缺
乏。 来源:肝脏、肾、蛋、小麦、米糠、花生、豌豆、蜂王浆
CHO O
CH2NH2
O
HO
CH2 O P OH HO
CH2 O P OH
H3C
N
OH
H3C
N
OH
磷酸吡哆醛
磷酸吡哆胺
磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶,转氨酶通过磷酸 吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换,起转移氨基的作用。
磷酸吡哆素的作用机制
来源广泛:五谷杂粮 肠道细菌合成,一般很
少发生缺乏症。
1. VB1(硫胺素)和焦磷酸硫胺素(TPP)

能 :

焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶,它的前体是硫胺 素(维生素B1)。


-
NH2
酮 酸
Cl-
N
CH2 N+
CH3
OO
的 脱
H3C N


S CH2CH2 O
噻唑环C2
PO OH
P OH OH

TPP在丙酮酸脱羧中的作用机制
活性乙醛
VB1缺乏的病因:缺乏VB1使乙酰COA形成受阻,从而影响乙酰胆碱合成,影 响神经传导,导致肠胃蠕动减缓,消化不良,食欲不振等
4.维生素 B5(维生素PP)与NAD+和 NADP+
维生素 B5包括烟酸和烟酰胺,烟酰胺在体内转 变为辅酶I(NAD+)和辅酶II(NADP+)。NAD+、
NADP+是多种重要脱氢酶的辅酶
能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养 障碍,出现皮炎。
COOH
CONH2
吡啶环
N

N
(尼克酸,nicotinic acid)
7. VB11(叶酸)和四氢叶酸(FH4或THF)
OH OH(OPO3H2)
4
4
NAD(P)+
NAD(P)H
来源广泛:肝脏、酵母、花生、谷类、豆类、肉类
5.维生素B6(吡哆素)
吡哆素(维生素B6,包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。
CHO
HO
CH2 OH
H3C
N
HO H3C
CH2NH2 CH2 OH
N
磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛(pyridoxal phosphate,PLP) 和磷酸吡哆胺(pyridoxamine phosphate ,PMP)。
(尼克酰胺,nicotinamide)
功 NAD+ (烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸,又称为辅酶I) 能 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




NH2
脱 氢 酶 的 辅
4
CONH2
N
O- O-
N+ O
CH2OPOPOCH2
N O
OO
N N


OH OH
FMN +2H FMNH2
-2H
+2H
FAD
-2H
FADH2
VB2 来源:肝脏、酵母、大豆、小麦、青菜、
米糠和蛋黄等
缺乏时组织呼吸减弱,代谢强度降低。主要症状 为口腔发炎,舌炎、角膜炎、皮炎等。
3. VB3(泛酸)和辅酶A(CoA)及ACP
维生素(B3)-泛酸是由,-二羟基--二甲基丁酸和一分 子- 丙氨酸缩合而成。
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