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维生素化学
日期：2024-04-25 01:02
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摘要：
维生素化学
维生素的发现对维生素的认识唐代孙思邈：动物肝防治夜盲症；谷皮熬粥防治**病； 1897年，Christian Eijkman认为米壳中含有一种“保护因素”； G. Grijins提出营养缺乏症概念纯化饲料 维生素的发现 1906年，F.G.Hopkins 正常膳食中除蛋白质、脂 肪、糖类和矿物质外还必 需有维生素。 纯化饲料 + 极微量牛奶 牛奶中存在需要量极少，但生存 必须的食物辅助因子—— 维生素 7.1 维生素的概念和类别维生素（Vitamine）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。 按溶解度的不同，维生素可分为：脂溶性维生素：VA、VD、VE、VK等 ——调控某些生物机能 水溶性维生素：VB1、VB2、VPP、VB6、泛酸、生物素、 叶酸、VB12、VC等 —— 辅酶，参与酶催化反应中底物基团的转移 7.2 脂溶性维生素维生素A 1. 维生素A 化学结构 不饱和的一元醇 CH2OH A1 维生素A1（视黄醇） CH2OH A2 维生素A2（3-脱氢视黄醇） CH2OH 维生素A（视黄醇） 氧化 视黄醛 11 CHO 全反式视黄醛 11-顺式视黄醛 CHO 视网膜杆状 细胞细胞膜 上视紫红质 11-顺式视黄醛 + 视蛋白 视紫红质 视紫红质暗 处 弱光 全反式视黄醛视黄醛异构酶 视蛋白 11-顺型视黄醛 维生素A的生理功能：是构成视觉细胞内感光物质的成分不足时导致夜盲症； 是维持上皮组织健全所必需的物质（抗干眼病维生素）； 促进生长、发育； **作用 维生素D 2. 维生素D 化学结构是固醇类化合物维生素 D2 R R -CH-CH=CH-CH-CH-(CH3)2 CH3 CH3 D3 D4 -CH-CH2-CH2-CH2-CH-(CH3)2 CH3 -CH-CH2-CH2-CH-CH-(CH3)2 CH3 CH3 CH2CH3 -CH-CH2-CH2-CH-CH-(CH3)2 CH3 HO D5 CH3 CH3 CH3 H CH3 C C C C C H H2 H2 H2 CH3 紫外线 230~300nm HO 7-脱氢胆固醇 CH2 CH3 CH3 H CH3 C C C C C H H2 H2 H2 CH3 肝脏 25-羟胆钙化醇 肾脏 1，25-二羟胆钙化醇 HO 维生素D3（胆钙化醇） 肠 促进Ca2+运输 骨 促进钙的吸收和沉淀 来源肝、肾、蛋黄、牛奶等 中含量较高；鱼肝油中含 量*丰富 维生素D的生理功能调节钙、磷代谢，促进骨骼正常发育缺乏维生素D时，儿童—佝偻病；**—软骨病 维生素D过多症 维生素E 3. 维生素E 化学结构 6-羟基苯并二氢吡喃的衍生物 R1 HO R2 R3 O 维生素E的生理功能与动物生殖机能相关——生育酚； 抗氧化作用——**巨红细胞贫血； 抗衰老 维生素K 4. 维生素K O CH3 C C H2 H 2-甲基-1，4萘醌（VK3） C CH3 (CH2 C C C CH)2 H 2 H 2 H2 CH3 CH3 O O 维生素K1 CH3 CH3 CH2 O CH3 (HC C C C CH2)5 C H H 2 H2 C CH3 维生素K2 维生素K的生理功能 参与凝血——凝血维生素； 某些微生物呼吸链的组成成分； 增加肠道蠕动及分泌； 止痛解痉 7.3 水溶性维生素水溶性维生素包括： B族维生素:VB1、VB2、VPP、VB6、泛酸、 生物素、叶酸、VB12等,大多是辅酶或辅基 的组成成分 维生素C B族维生素 7.3.1 B族维生素 1.维生素B 1.维生素B1和焦磷酸硫胺素 维生素 结构 NH2 N H3C N 嘧啶环 CH2 Cl + N S 噻唑环 - CH3 CH2CH2 OH 硫胺素 硫胺素激酶 ATP AMP TPP（焦磷酸硫胺素）是脱羧酶的辅酶 丙酮酸脱羧酶 乙酰乳酸合成酶 生理功能维生素B1在体内以TPP形式存在，作为脱羧酶的 辅酶参与糖代谢。缺乏时，易患神经炎（抗神经炎维生素）、**病 （抗**病维生素） 维生素B1可抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆 碱的水解。临床上常用作辅助****食欲不振、消化**、 神经炎等。 维生素B 2. 维生素B2和黄素辅酶 结构 H 核黄素 + ATP FMN + ATP FMN + ADP FAD + PPi 核 糖 醇 二甲基 异咯嗪 黄 素 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 黄 素 单 核 苷 酸 维生素B2（核黄素） 生理功能 FMN + 2e + 2H+ FAD + 2e + 2H+ FMNH2 FADH2 FMN和FAD是黄素酶的辅 酶，在生物氧化过程中有 递氢作用；缺乏时，细胞呼吸减弱， 代谢强度降低。 维生素B 和辅酶A 3. 维生素B3和辅酶A 结构 OH CH2 H3C C CH C 辅酶A（CoA）巯基乙胺 3，3-二甲基2、4-二羟基 丁酸 CH3 OH O 泛酸 OH NH β 丙 氨 酸 CH2 CH2 C OH O 3`.5`-ADP 维生素B3（泛酸） 生理功能辅酶A是酰基转移酶的辅酶，在糖类和脂 类代谢中起转移酰基的作用。 O R-CH2-C-OH + CoA-SH ATP AMP + PPi O R-CH2-C-S- CoA 脂酰CoA H2O X = R-NH2 ROH HX phosphate O R-CH2-C-X 缺乏泛酸，可引起皮炎； 临床上常用作各种****的辅助**。 维生素PP和辅酶I 辅酶II PP和辅酶 4. 维生素PP和辅酶I、辅酶II 结构 COOH N 尼克酸 （烟酸） CONH2 N N 尼克酰胺 （烟酰胺） N CH3 尼古丁 (烟碱) 辅酶I：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+ ) 辅酶II：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） CoI 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 NAD+ 烟酰胺 AMP O 磷酸 CoII 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 NADP+ 生理功能 NAD、NADP是脱氢酶的 辅酶，参与机体内的生物 氧化过程； 维生素PP能维持神经组 织的健康；缺乏时，出现 对称性皮炎（癞皮病）； 尼克酸能扩张血管，并 具有降低血浆胆固醇和脂 肪的作用。 维生素B 吡哆素） 5. 维生素B6（吡哆素）及其辅酶 CH2OH HO H3C CH2OH N HO H3C CHO CH2OH N HO H3C CH2NH2 CH2OH N 吡哆醇 CH2OH HO H3C CH2OPO3H2 N HO H3C 吡哆醛 CHO CH2OPO3H2 N 吡哆胺 CH2NH2 HO H3C CH2OPO3H2 N 磷酸吡哆醇 磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺 是转氨酶的辅酶，参与氨基酸的代谢。 维生素B 生物素） 6. 维生素B7（生物素） O 尿素 C HN NH 噻吩 H 2C S CH (C H 2 ) 4 C O O H 戊酸 是羧化酶的辅酶，在代谢中起CO2载体的作用 维生素B 叶酸）和辅酶F 7. 维生素B11（叶酸）和辅酶F（FH4） 结构 H2 N N 2 1 3 N 4 N 8 5 7 6 9 10 O C H2 N H COOH N H CH CH2 CH2 COOH 谷氨酸 N C OH 2-氨基-4-羟基-6-亚甲基蝶呤 对氨基苯甲酸 蝶酸 蝶酰谷氨酸—叶酸 H2N N 2 1 3 N 4 N 8 5 7 6 9 10 O C H2 N H N C 谷氨酸 OH 叶酸 N 8 7 6 5 H2N N N H H H C H2 N H O C 谷氨酸 N OH 四氢叶酸（FH4） H FH4是体内一碳单位转移酶系的辅酶，是一碳单位的传递体 O 一碳单位： —CH3、—CH2—、—C—H、=C— H2N N N N H H + O N H N OH H C H2 C 谷氨酸 CH3 传递甲基 H H H2N N N N O N N OH + H C H2 C H2 C 谷氨酸 传递亚甲基 O N H2N N N N H H + N OH H C H C H2 C 谷氨酸 传递甲川基 维生素C 7.3.2 维生素C 结构：维生素C是一种具有六个 碳原子的酸性多羟基化 合物，是烯醇式己糖酸 内酯。 O C HO C HO C H C HO C H CH2OH O 1，4内脂 4 1 还原 D-葡萄糖醛酸 L-葡萄糖酸 L-古洛内酯 L-古洛内 酯氧化酶人、猴、豚 鼠体内缺乏 维生素C 3-氧-L-古洛内酯 生理功能是羟化酶的辅酶；——抗坏血酸羟化酶 脯氨酸 羟脯氨酸（维持胶原蛋白空间构象） 抗氧化作用 还具有：促进叶酸转变为FH4； 降低血清胆固醇； 增加机体抵抗力； 防止致癌物质亚硝胺的形成等。 提 要维生素是维持正常的生命过程所必须的一 类小分子有机化合物。 根据溶解性质的不同，可分为脂溶性维生素主要有：VA、VD、VE和VK 水溶性维生素包括：Vc和VB族。 练习题生物素的主要功能是促进成骨作用。 羧化辅酶就是硫胺素，即维生素B1，在 糙米和肝中含量都较多。 维生素A是 类化合物；维生素C是 类 化合物；维生素D是 类化合物。 维生素B6有 、 和 三种，它们的磷酸 酯是 的辅酶。 维生素A在视色素中的活性形式是（ A、反视色素 C、胡萝卜素 B、11-顺视黄醛 D、视黄酸 ） 真正的具有生物活性的维生素D是（ A、25-羟基D3 B、D3 C、7-脱氢胆固醇 D、1、25-二羟基D3 ） 在凝血过程中发挥作用的许多凝血因子的生物 合成依赖于（ ） A、维生素K C、维生素C B、维生素E D、维生素A
维生素的发现对维生素的认识唐代孙思邈：动物肝防治夜盲症；谷皮熬粥防治**病； 1897年，Christian Eijkman认为米壳中含有一种“保护因素”； G. Grijins提出营养缺乏症概念纯化饲料 维生素的发现 1906年，F.G.Hopkins 正常膳食中除蛋白质、脂 肪、糖类和矿物质外还必 需有维生素。 纯化饲料 + 极微量牛奶 牛奶中存在需要量极少，但生存 必须的食物辅助因子—— 维生素 7.1 维生素的概念和类别维生素（Vitamine）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。 按溶解度的不同，维生素可分为：脂溶性维生素：VA、VD、VE、VK等 ——调控某些生物机能 水溶性维生素：VB1、VB2、VPP、VB6、泛酸、生物素、 叶酸、VB12、VC等 —— 辅酶，参与酶催化反应中底物基团的转移 7.2 脂溶性维生素维生素A 1. 维生素A 化学结构 不饱和的一元醇 CH2OH A1 维生素A1（视黄醇） CH2OH A2 维生素A2（3-脱氢视黄醇） CH2OH 维生素A（视黄醇） 氧化 视黄醛 11 CHO 全反式视黄醛 11-顺式视黄醛 CHO 视网膜杆状 细胞细胞膜 上视紫红质 11-顺式视黄醛 + 视蛋白 视紫红质 视紫红质暗 处 弱光 全反式视黄醛视黄醛异构酶 视蛋白 11-顺型视黄醛 维生素A的生理功能：是构成视觉细胞内感光物质的成分不足时导致夜盲症； 是维持上皮组织健全所必需的物质（抗干眼病维生素）； 促进生长、发育； **作用 维生素D 2. 维生素D 化学结构是固醇类化合物维生素 D2 R R -CH-CH=CH-CH-CH-(CH3)2 CH3 CH3 D3 D4 -CH-CH2-CH2-CH2-CH-(CH3)2 CH3 -CH-CH2-CH2-CH-CH-(CH3)2 CH3 CH3 CH2CH3 -CH-CH2-CH2-CH-CH-(CH3)2 CH3 HO D5 CH3 CH3 CH3 H CH3 C C C C C H H2 H2 H2 CH3 紫外线 230~300nm HO 7-脱氢胆固醇 CH2 CH3 CH3 H CH3 C C C C C H H2 H2 H2 CH3 肝脏 25-羟胆钙化醇 肾脏 1，25-二羟胆钙化醇 HO 维生素D3（胆钙化醇） 肠 促进Ca2+运输 骨 促进钙的吸收和沉淀 来源肝、肾、蛋黄、牛奶等 中含量较高；鱼肝油中含 量*丰富 维生素D的生理功能调节钙、磷代谢，促进骨骼正常发育缺乏维生素D时，儿童—佝偻病；**—软骨病 维生素D过多症 维生素E 3. 维生素E 化学结构 6-羟基苯并二氢吡喃的衍生物 R1 HO R2 R3 O 维生素E的生理功能与动物生殖机能相关——生育酚； 抗氧化作用——**巨红细胞贫血； 抗衰老 维生素K 4. 维生素K O CH3 C C H2 H 2-甲基-1，4萘醌（VK3） C CH3 (CH2 C C C CH)2 H 2 H 2 H2 CH3 CH3 O O 维生素K1 CH3 CH3 CH2 O CH3 (HC C C C CH2)5 C H H 2 H2 C CH3 维生素K2 维生素K的生理功能 参与凝血——凝血维生素； 某些微生物呼吸链的组成成分； 增加肠道蠕动及分泌； 止痛解痉 7.3 水溶性维生素水溶性维生素包括： B族维生素:VB1、VB2、VPP、VB6、泛酸、 生物素、叶酸、VB12等,大多是辅酶或辅基 的组成成分 维生素C B族维生素 7.3.1 B族维生素 1.维生素B 1.维生素B1和焦磷酸硫胺素 维生素 结构 NH2 N H3C N 嘧啶环 CH2 Cl + N S 噻唑环 - CH3 CH2CH2 OH 硫胺素 硫胺素激酶 ATP AMP TPP（焦磷酸硫胺素）是脱羧酶的辅酶 丙酮酸脱羧酶 乙酰乳酸合成酶 生理功能维生素B1在体内以TPP形式存在，作为脱羧酶的 辅酶参与糖代谢。缺乏时，易患神经炎（抗神经炎维生素）、**病 （抗**病维生素） 维生素B1可抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆 碱的水解。临床上常用作辅助****食欲不振、消化**、 神经炎等。 维生素B 2. 维生素B2和黄素辅酶 结构 H 核黄素 + ATP FMN + ATP FMN + ADP FAD + PPi 核 糖 醇 二甲基 异咯嗪 黄 素 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 黄 素 单 核 苷 酸 维生素B2（核黄素） 生理功能 FMN + 2e + 2H+ FAD + 2e + 2H+ FMNH2 FADH2 FMN和FAD是黄素酶的辅 酶，在生物氧化过程中有 递氢作用；缺乏时，细胞呼吸减弱， 代谢强度降低。 维生素B 和辅酶A 3. 维生素B3和辅酶A 结构 OH CH2 H3C C CH C 辅酶A（CoA）巯基乙胺 3，3-二甲基2、4-二羟基 丁酸 CH3 OH O 泛酸 OH NH β 丙 氨 酸 CH2 CH2 C OH O 3`.5`-ADP 维生素B3（泛酸） 生理功能辅酶A是酰基转移酶的辅酶，在糖类和脂 类代谢中起转移酰基的作用。 O R-CH2-C-OH + CoA-SH ATP AMP + PPi O R-CH2-C-S- CoA 脂酰CoA H2O X = R-NH2 ROH HX phosphate O R-CH2-C-X 缺乏泛酸，可引起皮炎； 临床上常用作各种****的辅助**。 维生素PP和辅酶I 辅酶II PP和辅酶 4. 维生素PP和辅酶I、辅酶II 结构 COOH N 尼克酸 （烟酸） CONH2 N N 尼克酰胺 （烟酰胺） N CH3 尼古丁 (烟碱) 辅酶I：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+ ) 辅酶II：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） CoI 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 NAD+ 烟酰胺 AMP O 磷酸 CoII 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 NADP+ 生理功能 NAD、NADP是脱氢酶的 辅酶，参与机体内的生物 氧化过程； 维生素PP能维持神经组 织的健康；缺乏时，出现 对称性皮炎（癞皮病）； 尼克酸能扩张血管，并 具有降低血浆胆固醇和脂 肪的作用。 维生素B 吡哆素） 5. 维生素B6（吡哆素）及其辅酶 CH2OH HO H3C CH2OH N HO H3C CHO CH2OH N HO H3C CH2NH2 CH2OH N 吡哆醇 CH2OH HO H3C CH2OPO3H2 N HO H3C 吡哆醛 CHO CH2OPO3H2 N 吡哆胺 CH2NH2 HO H3C CH2OPO3H2 N 磷酸吡哆醇 磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺 是转氨酶的辅酶，参与氨基酸的代谢。 维生素B 生物素） 6. 维生素B7（生物素） O 尿素 C HN NH 噻吩 H 2C S CH (C H 2 ) 4 C O O H 戊酸 是羧化酶的辅酶，在代谢中起CO2载体的作用 维生素B 叶酸）和辅酶F 7. 维生素B11（叶酸）和辅酶F（FH4） 结构 H2 N N 2 1 3 N 4 N 8 5 7 6 9 10 O C H2 N H COOH N H CH CH2 CH2 COOH 谷氨酸 N C OH 2-氨基-4-羟基-6-亚甲基蝶呤 对氨基苯甲酸 蝶酸 蝶酰谷氨酸—叶酸 H2N N 2 1 3 N 4 N 8 5 7 6 9 10 O C H2 N H N C 谷氨酸 OH 叶酸 N 8 7 6 5 H2N N N H H H C H2 N H O C 谷氨酸 N OH 四氢叶酸（FH4） H FH4是体内一碳单位转移酶系的辅酶，是一碳单位的传递体 O 一碳单位： —CH3、—CH2—、—C—H、=C— H2N N N N H H + O N H N OH H C H2 C 谷氨酸 CH3 传递甲基 H H H2N N N N O N N OH + H C H2 C H2 C 谷氨酸 传递亚甲基 O N H2N N N N H H + N OH H C H C H2 C 谷氨酸 传递甲川基 维生素C 7.3.2 维生素C 结构：维生素C是一种具有六个 碳原子的酸性多羟基化 合物，是烯醇式己糖酸 内酯。 O C HO C HO C H C HO C H CH2OH O 1，4内脂 4 1 还原 D-葡萄糖醛酸 L-葡萄糖酸 L-古洛内酯 L-古洛内 酯氧化酶人、猴、豚 鼠体内缺乏 维生素C 3-氧-L-古洛内酯 生理功能是羟化酶的辅酶；——抗坏血酸羟化酶 脯氨酸 羟脯氨酸（维持胶原蛋白空间构象） 抗氧化作用 还具有：促进叶酸转变为FH4； 降低血清胆固醇； 增加机体抵抗力； 防止致癌物质亚硝胺的形成等。 提 要维生素是维持正常的生命过程所必须的一 类小分子有机化合物。 根据溶解性质的不同，可分为脂溶性维生素主要有：VA、VD、VE和VK 水溶性维生素包括：Vc和VB族。 练习题生物素的主要功能是促进成骨作用。 羧化辅酶就是硫胺素，即维生素B1，在 糙米和肝中含量都较多。 维生素A是 类化合物；维生素C是 类 化合物；维生素D是 类化合物。 维生素B6有 、 和 三种，它们的磷酸 酯是 的辅酶。 维生素A在视色素中的活性形式是（ A、反视色素 C、胡萝卜素 B、11-顺视黄醛 D、视黄酸 ） 真正的具有生物活性的维生素D是（ A、25-羟基D3 B、D3 C、7-脱氢胆固醇 D、1、25-二羟基D3 ） 在凝血过程中发挥作用的许多凝血因子的生物 合成依赖于（ ） A、维生素K C、维生素C B、维生素E D、维生素A