性比天然维生素K还高。K3和K4是水溶性的。
维生素K的结构式
2 3
4个异戊二烯碳骨架，1个双键
6个异戊二烯碳骨架，6个双键
维生素K的生理功能
维生素K的主要生理功能是促进肝脏合成凝血酶 原，还能调节另外3种凝血因子Ⅶ、Ⅸ及Ⅹ的合成。 缺少维生素K时，凝血功能减弱，常发生肌肉和胃肠 道出血。 凝血酶原转变成凝血酶需要结合Ca2+ ，而结合 Ca2+要求肽链上有γ羧基谷氨酸残基。此种不常见蛋 白质氨基酸是由依赖维生素K的谷氨酰羧化酶催化完 成的。当维生素K缺乏时，凝血酶原不能转变成凝血 酶。
维生素的分类
各种维生素在化学结构上没有共同性。通常
按其溶解性质分为脂溶性和水溶性两大类。脂溶
性的维生素有维生素A、D、E、K等，水溶性的维
生素有维生素B1 、B2 、烟酸和烟酰胺、B6 、泛酸、 生物素、叶酸、B12 （它们都属于B族维生素）和 维生素C等。
维生素与辅酶的关系
见P434表11-1
依赖维生素K的羧化反应
依赖维生素K的羧化反应
依赖维生素K的羧化反应是在肝细胞内质网
中进行的，羧化反应与维生素K的环氧化物生成
相偶联，此环氧化物经过维生素K循环可以重新
转变成维生素K。双羟香豆素能抑制环氧化物还
原酶，从而抑制维生素K循环，所以双羟香豆素
是抗凝血剂。
双羟香豆素
维生素K循环
维生素K的来源
维生素D治疗佝偻病
维生素D3的前体 及转化过程
B环开环
H重排
维生素D3转变成活性形式
人体维生素D3的来源 及需要量
人体中的维生素D主要是D3，除了从食物中摄取
外，多晒太阳是预防维生素D缺乏的主要方法之一。 肝、奶及蛋黄中维生素D含量较高，尤以鱼肝油中含 量最丰富。 1克维生素D为4千万国际单位。婴儿、青少年、 孕妇及哺乳者每日需要量为400～800单位。长期过 量服用会造成中毒。
维生素E与动物的生殖功能有关，并有抗氧化
作用。动物缺乏维生素E时，其生殖器官受损而不
育。维生素E中以α－生育酚的生理活性最高，但δ
－生育酚的抗氧化作用最强。
维生素E的抗氧化作用
维生素E的需要量
维生素E一般不易缺乏。成人每天对维生素E的
需要量尚不清楚，但动物实验结果表明，每天食物
中有50毫克即可满足需要，妊娠及哺乳期需要量略
维生素E
维生素E与动物的生育有关，故称生育酚
（tocopherol）。天然的生育酚共有8种，在化学结
构上，均系苯骈二氢吡喃的衍生物。根据其化学结
构分为生育酚及生育三烯酚两类，每类又可根据甲 基数目和位置的不同，分为α、β、γ和δ四种。
维生素E结构式
R1 、 R2 不 同则成为不 同的种类
维生素E的功能
第11章 维生素与辅酶
(Vitamin and coenzyme)
一、维生素概论
二、脂溶性维生素
三、水溶性维生素
四、作为辅酶的金属离子
一、维生素概论
(维生素的概念)
维生素是参与生物生长发育和代谢，维持生 命现象所必需的一类微量小分子有机物质。动物 体内或者不能合成维生素，或者合成量不足，所 以必须从食物中摄取。有些维生素可以由动物肠 道内的细菌合成，合成量可以满足动物的需要。 动物细胞可将色氨酸转变成烟酸（一种B族维生 素），但量不足需要。除灵长类动物（包括人类） 及豚鼠外，其它动物都可以自身合成维生素C。 植物和多数微生物都能自己合成维生素。
管增生、混浊、溃烂、畏光等。
泛酸和辅酶A
泛酸广泛存在于生物界，故又名遍多酸 （pantothenic acid），是由β－丙氨酸通过肽键与 α,γ-二羟基-β,β-二甲基丁酸缩合而成的一种有机酸。 泛酸是辅酶A（coenzyme A）和磷酸泛酰巯基乙胺 的组成成分，辅酶A是泛酸的主要活性形式，常简 写为CoA，是由3’,5’-ADP以磷酸酐键连接4-磷酸泛 酰巯基乙胺而成。
D3。因此麦角甾醇和7-脱氢胆甾醇被称为维生素D原。
维生素D2与D3的结构
维生素D的活性形式与 生理作用
维生素D3经过肝和肾中的羟基化，最终形成高活 性的1,25-二羟胆钙化醇。1,25-二羟胆钙化醇的生理功 能是促进钙、磷的吸收，减少钙、磷从尿中排出，提 高血钙、血磷浓度，有利于新骨的生成与钙化。孕妇、 婴儿和青少年对维生素D的需要量大，如果此时维生 素D不足，会出现骨骼变软及畸形，发生在儿童身上 称为佝偻病，在孕妇身上为骨质软化症。
烟酸和烟酰胺
烟酰胺辅 酶的结构 和氧化还 原状态
两 个 电 子 的 转 移 反 应
烟酰胺辅酶参与催化的反应
烟酰胺辅酶是电子载体，参与催化氧化还
原反应，是多种脱氢酶的辅酶。这些反应涉及
到从底物转移氢负离子给NAD+ 或从NAD+ 转移
氢负离子给底物，其吡啶环的C4位是反应中心。
依赖NAD+ 和NADP+ 的脱氢酶至少催化6种不同
增。维生素E以麦胚油、大豆油、玉米油和葵花籽油
中含量最为丰富，豆类及蔬菜中也含量较多。
维生素K
维生素K具有促进凝血的功能，故又称为凝
血维生素。天然的维生素K有两种：K1和K2。K1
在绿叶植物及动物肝中含量较丰富，K2是人体肠
道细菌的代谢产物。它们都是2-甲基-1,4-萘醌的
衍生物。另外还有人工合成的K3和K4，它们的活
视黄醛的顺反异构体
9 11
β－胡萝卜素的结构
维生素A的生理功能
维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分。眼 球视网膜上有两类感觉细胞，即圆锥细胞和杆细胞。 圆锥细胞对强光及颜色敏感，杆细胞对弱光敏感，对 颜色不敏感。杆细胞内含有感光物质视紫红质 （rhodopin）。视紫红质在光中分解，在暗中再合成。 视紫红质是由9,11－顺视黄醛和视蛋白中赖氨酸残基 的ε－氨基通过schiff碱缩合而成的一种缀合蛋白质。 眼睛对弱光的感光性取决于视紫红质的合成。当维生 素A缺乏时，视紫红质合成受阻，暗中的视力下降， 严重时可出现夜盲症。
维生素D
维生素D为类甾醇衍生物。它与动物骨骼的钙化 有关，故又称为钙化醇（calciferol），具有抗佝偻病 的作用。维生素D家族最重要的成员是麦角钙化醇 （维生素D2 ）及胆钙化醇（维生素D3 ）。植物或酵 母中所含的麦角甾醇经紫外线激活后可转化为D2 ，
动物皮下的7-脱氢胆甾醇经紫外线照射也可以转化为
辅酶A的结构
磷酸泛酰 巯基乙胺
辅酶A参与催化的机理
辅酶A主要起传递酰基的作用，是各种酰化
反应中的辅酶。由于携带酰基的部位在－SH上，
故辅酶A通常以CoASH表示。硫酯键的水解比酯
键的水解更为有利，所以酰基CoA是酰基的活化
形式。
泛酸含量高的食物
泛酸在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、花 生和豌豆中含量丰富，在蜂王浆中含量最高。辅
维生素A的来源和需要量
维生素A主要来自动物性食品，以肝脏、乳制品
和蛋黄中含量最多。维生素A原（β－胡萝卜素）主
要来自植物性食品，以胡萝卜、绿叶蔬菜和玉米等
含量较多。正常人每日维生素A的需要量为2600～ 3300国际单位，过多摄入维生素A可引起中毒症状。 1个国际单位的维生素A为0.3μg维生素A。
一般情况下人体不会缺乏维生素K，因为维 生素K在蔬菜中含量丰富，人和哺乳动物肠道中 的大肠杆菌也可以合成维生素K。大剂量使用维 生素K也有一定毒性，如新生儿注射30mg/天，
连用3天有可能引起高胆红素血症。
三、水溶性维生素
维生素B1和硫胺素焦磷酸
维生素B1由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组
成，故称为硫胺素（thiamine），在生物体内常以
在 体 内 核 黄 素 是 以 黄 素 单 核 苷 酸 （ flavin mononucleotide，FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸 （flavin adenine dinucleotide，FAD）在形式存
在。是生物体内一些氧化还原酶（黄素蛋白）的
辅基，与脱辅酶以非共价键结合。黄素是比
NAD+和NADP+更强的氧化剂，能被1个电子和2
硫胺素焦磷酸（TPP）的辅酶形式存在。维生素B1
在碱性溶液中加热极易被破坏，而在酸性溶液中则
对热稳定。
维生素B1和TPP
TPP参与催化的反应
硫胺素焦磷酸是涉及到糖代谢中羰基碳合成
与裂解反应的辅酶，参与催化α－裂解反应、α－ 缩合反应、α－酮转移反应等。
维生素B1的需要量
维生素B1 主要存在于种子外皮及胚芽中， 米糠、麦麸、黄豆、酵母、瘦肉中含量最丰富。
机体缺乏维生素时，会产生各种相应的维生素
缺乏症。
生物对维生素的需要量非常小。
维生素的命名
维生素的命名一般是按发现的先后顺序在“维
生素”后面加A、B、C等字母来命名。有些维生素
在初发现时以为是一种，后来发现是多种维生素的
混合物，又在相应的字母下加下标1、2、3等加以 区分。每一种维生素还有一个化学名称，如维生素 C又叫抗坏血酸。
维生素B2又名核黄素（riboflavin），是核醇与
7,8-二甲基异咯嗪的缩合物。由于在异咯嗪的1位和
5位氮原子上具有两个活泼的双键，易起氧化还原
反应，故维生素B2和有氧化型和还原型两种形式，
在催化氧化还原反应时起传递氢的作用。核黄素易
受光照射破坏。
核黄素、 FMN和FAD 的结构
核黄素的辅酶形式
类型的反应。
烟酰胺辅酶参与催化 的6类反应
维生素PP需要量及缺乏症
维生素PP在酵母、花生、肝、鱼及瘦肉中含 量丰富。人体每日需要量约20毫克。人缺乏维生
素PP时，表现为神经营养障碍，初时全身乏力，
以后在两手、两颊、左右额及其他裸露部位出现
对称性皮炎。故维生素PP又名抗癞皮病维生素。