缺乏癥生物化學(xué)與分子生物學(xué)

1、Vitamins and Microelements,Introduction,Definition 維生素(vitamin)是機(jī)體維持正常功能所必需，但在體內(nèi)不能合成或合成量很少，必須由食物供給的一組低分子量有機(jī)物質(zhì)。,13 Essential Vitamins For Human Being,vitamins,water -soluble,lipid-soluble,Vit C,Vit B,A,D,E,K,B1, B2, B

2、6, B12, PP, patothenic acid，folic acid,biotin ,lipoic acid,,,,,,,Section I       Lipid-soluble Vitamins共同特點(diǎn)﹡均為非極性疏水的異戊二烯Isoprene衍生物﹡不溶于水，溶于脂類及脂肪溶劑﹡在食物中與脂類共存，并隨脂類一同吸收﹡吸收的脂溶性維生素在血液

3、與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運(yùn)輸 種類VitA, VitD, VitE, VitK,,Vitamin A（抗干眼病維生素）,（一）化學(xué)本質(zhì)與性質(zhì),﹡天然形式：A1（retinol）A2（3-脫氫視黃醇）﹡活性形式 ：視黃醇、視黃醛、視黃酸﹡維生素A原：β-胡蘿卜素,,,,（二）生化作用及缺乏癥1. 生化作用＊構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)（見后圖）＊參與糖蛋白的合成，維持上皮組織的分化與健全＊其他作用，如影

4、響細(xì)胞的分化 2. 缺乏癥夜盲癥night blindness,干眼病 dry eyes ，皮膚干燥dry skin等,視紫紅質(zhì),視蛋白,11-順視黃醛,全反視黃醛,暗處,光,視紫紅質(zhì)的合成、分解與視黃醛的關(guān)系,Vitamin D （抗佝僂病維生素）,（一）化學(xué)本質(zhì)和性質(zhì),﹡種類：VitD2（麥角鈣化醇）VitD3（膽鈣化醇）﹡VitD2原：麥角固醇VitD3原： 7-脫氫膽固醇麥角固醇→VitD2膽固醇→7-脫氫膽

5、固醇→VitD3﹡VitD3的活性形式： 1, 25- (OH)2-VitD3,,OH,,,OH,,肝25-羥化酶,維生素D3（膽鈣化醇）,,腎,骨,胎盤中的1α-羥化酶,1, 25-二羥維生素D3（1, 25-二羥膽鈣化醇）,在體內(nèi)的轉(zhuǎn)變,,24, 25-二羥維生素D3（24, 25-二羥膽鈣化醇）,腎,骨,胎盤、軟骨中的24-羥化酶,2. 缺乏癥兒童——佝僂病 rickets成人——軟骨病osteomalacia,1

6、. 生化作用作用于小腸粘膜、腎及腎小管，促進(jìn)鈣磷吸收，有利于新骨的形成、鈣化。,（二）生化作用及缺乏癥,Vitamin E （Tocopherol）,（一）化學(xué)本質(zhì)與性質(zhì)﹡種類：生育酚，生育三烯酚﹡易自身氧化，故能保護(hù)其他物質(zhì)。,,（二）生化作用及缺乏癥1. 抗氧化作用antioxidantROO· ? RH ? ROOH ? R·（過氧化

7、自由基 ） （多不飽和脂肪酸）（有機(jī)過氧化物 ）（有機(jī)自由基） R· ? O2 ? ROO·在有維生素E(Vit E-OH)存在時(shí)，它與有機(jī)過氧化自由基的反應(yīng)為ROO·+Vit E-OH?ROOH?Vit E-O·維生素E是一種斷鏈抗氧化劑(chain-breaking antioxidant)2. 維持生殖機(jī)能3. 促進(jìn)血紅素代謝,Vitamin K

8、 （凝血維生素）,（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì),天然形式：K1、K2人工合成：K3、K4,,（二）生化作用及缺乏癥1. 生化作用維持體內(nèi)凝血因子Ⅱ、Ⅶ 、 Ⅸ和Ⅹ的正常水平，參與凝血作用cofactor of the carboxylase 促進(jìn)凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ中的Glu進(jìn)行γ-位的羧化轉(zhuǎn)變?yōu)橛心钚缘哪蜃? 參與骨、牙等組織中與鈣相關(guān)的蛋白質(zhì)中Glu殘基的羧化2. 缺乏表現(xiàn): 易出血 hemorrhag

9、ic disease,Summary,A,D,E,K,化學(xué)結(jié)構(gòu),20碳含B白芷酮環(huán)的多烯烴一元醇,類固醇衍生物,異戊烯側(cè)鏈 奈醌化合物,活性形式,視黃醛，3-脫氫視黃醛，視黃酸,1，25-OH)2-D3,生理作用,視覺細(xì)胞的感光成分上皮細(xì)胞正常生長(zhǎng)，抗腫瘤，抗氧化,調(diào)節(jié)鈣磷代謝,促生育抗氧化防衰老,r-羧化酶的輔酶,苯并二氫砒喃衍生物,,,,,,,,,,,Section Ⅱ Water-soluble Vit

10、amins,共同特點(diǎn)﹡易溶于水，故易隨尿液排出。﹡體內(nèi)不易儲(chǔ)存，必須經(jīng)常從食物中攝取。,種類B族維生素和維生素C,Vitamin B1 (thiamine ),（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì),﹡維生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡體內(nèi)活性形式為焦磷酸硫胺素(TPP),,,焦磷酸硫胺素(TPP),,,,,,,（二）生化作用及缺乏癥,1. 生化作用,﹡TPP是α-酮酸氧化脫羧酶oxidative decarxylation of α

11、–keto acids的輔酶，也是轉(zhuǎn)酮醇酶transketolase的輔酶。﹡在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定的作用，抑制膽堿酯酶的活性。,2. 缺乏癥﹡腳氣病beriberi，末梢神經(jīng)炎,一、有氧氧化的反應(yīng)過程,第一階段：酵解途徑,第二階段：丙酮酸的氧化脫羧,第三階段：三羧酸循環(huán),G（Gn）,第四階段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,,,,,,,H2O,[O],,ATP,ADP,TAC循環(huán),胞液,線粒體,（一）丙酮酸的氧化脫羧,總反應(yīng)式:,

12、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成,酶E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶,,,,,,,CO2,,CoASH,,NAD+,NADH+H+,5. NADH+H+的生成,1. ?-羥乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,,Vitamin B2 (riboflavin)

13、,,（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B2又名核黃素(riboflavin)﹡體內(nèi)活性形式為黃素單核苷酸(FMN)黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD),,Vit B2,,FMN,,AMP,,FAD,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,,FMN的文字結(jié)構(gòu)式： 6、7二甲基異咯嗪 核醇 磷酸,,,FAD的文字結(jié)構(gòu)式 6、7二甲基異咯嗪 腺嘌

14、呤 核醇 核糖 磷酸 磷酸,,,,,,,（二）生化作用及缺乏癥﹡生化作用：FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，主要起氫傳遞體的作用。﹡缺乏癥：口角炎cheilosis ，唇炎，陰囊炎等。,Vitamin B3(nicotin acid, nicotinamid, Vitamin

15、PP),（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì),﹡維生素PP包括尼克酸(nicotinic acid)尼克酰胺(nicotinamide),﹡體內(nèi)活性形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)nicotinamideadenine dinucleotide尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,,NAD+：R為 H,NADP+：R為,NAD+與NADP+的文字

16、結(jié)構(gòu)式 尼克酰胺 腺嘌呤 核糖 核糖-（磷酸） 磷酸 磷酸,,,,,,,,,,,（二）生化作用及缺乏癥,1. 生化作用﹡NAD+及NADP+是體內(nèi)多種脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起傳遞氫的作用。,2. 缺乏癥﹡癩皮病,,Vitamin B6(pyridine d

17、erivatives),（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B6包括吡哆醇pyridoxine ，吡哆醛pyridoxal及吡哆胺Pyridoxamine﹡體內(nèi)活性形式為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,,,,,,,,,（二）生化作用及缺乏癥﹡磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是?-氨基?-酮戊酸合酶（ALA合酶）的輔酶。,Vitamin B5 (pantothenic acid),（一）化

18、學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸﹡體內(nèi)活性形式為輔酶A(CoA) ?；d體蛋白(ACP) （二）生化作用及缺乏癥﹡CoA及ACP是酰基轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與?；霓D(zhuǎn)移作用。,,CoA的結(jié)構(gòu)式,,泛酸,,4-磷酸泛酰巰基乙胺,Biotin,,生化作用生化作用 生物素(biotin)是多種羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的

19、輔酶，參與CO2的羧化過程。,,與賴氨酸殘基ε-氨基結(jié)合成生物胞素,與羧基結(jié)合生成羧基生物素,Folic acid,（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì),﹡葉酸(folic acid)又稱蝶酰谷氨酸﹡體內(nèi)活性形式為四氫葉酸(FH4) tetrahydrofolate,,蝶酰谷氨酸,葉酸,二氫葉酸還原酶,NADPH+H+,NADP+,二氫葉酸,二氫葉酸還原酶,NADPH+H+,NADP+,四氫葉酸,5, 6, 7, 8-四氫葉酸,,,,,目 錄,（

20、二）生化作用及缺乏癥,﹡生化作用：FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與一碳單位的轉(zhuǎn)移。﹡缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血 Megaloblastic anemia,,臨床應(yīng)用 抗腫瘤藥物，抑制四氫葉酸合成,dUMP, dTMP 磺胺藥的作用， 葉酸合成障礙,,Vitamin B12 (cobalamin),（一）化學(xué)本

21、質(zhì)及性質(zhì),﹡維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)﹡體內(nèi)活性形式為甲基鈷胺素5 ?-脫氧腺苷鈷胺素,R：5`-脫氧腺苷5`-脫氧腺苷鈷胺素,（二）生化作用及缺乏癥,﹡生化作用：參與體內(nèi)甲基轉(zhuǎn)移作用﹡缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血Megaloblastic anemia 、神經(jīng)疾患High blood level of homocysteine,Vitamin C (ascor

22、bic acid),,維生素C,脫氫維生素C,,（二）生化作用及缺乏癥,﹡生化作用：參與氧化還原反應(yīng)，參與體內(nèi)羥化應(yīng)，促進(jìn)膠原蛋白的合成，促進(jìn)鐵的吸收。﹡缺乏癥：壞血病,α-Lipoic acid硫辛酸,,氧化型,還原型,它與TPP協(xié)同參與丙酮酸、α-酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)，是α-酮酸氧化脫羧反應(yīng)中硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶的輔酶,起轉(zhuǎn)?；饔?（二）生化作用及缺乏癥,Summary,名稱,輔酶形式,生理作用,缺乏癥,硫胺素,維生素B1,抗腳

23、氣病維生素,硫胺素焦磷酸酯（TPP),a-酮酸氧化脫羧酶的輔酶，磷酸戊糖旁路中轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶,腳氣病,,維生素B2, 核黃素,黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD)黃素單核苷酸(FMN),黃素脫氫酶的輔酶,口角炎 舌炎,維生素PP，抗糙皮病維生素,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),多數(shù)脫氫酶的輔酶，參與氫的傳遞,糙皮病,,,,,,,名稱,輔酶形式,生理作用,缺乏癥,維生素B6吡哆醛,磷酸吡哆醛,轉(zhuǎn)氨

24、酶的輔酶，傳遞氨基氨基載體，腸菌能合成,泛酸，遍多酸,輔酶A,酰基轉(zhuǎn)移,生物素,羧化酶的輔酶 CO2的載體,抗生物素蛋白,,,,,,,,,名稱,輔酶形式,生理作用,缺乏癥,維生素B12,葉酸,四氫葉酸(FH4),一碳單位的載體,巨幼細(xì)胞性貧血,甲基鈷胺素，5-脫氧鈷胺素,轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶,巨幼細(xì)胞性貧血,維生素C抗壞血酸,L抗壞血酸（還原）,羥化反應(yīng),壞血病,硫辛酸,,,,,,,,SUMMARYVitamins are

25、 all organic nutrients with various essential metabolic functions, required in small amounts in the diet because they cannot be synthesized by the body2. Apart from vitamin C, the water-soluble vitamins are all me

26、mbers of the B complex and act as en­zyme cofactors3. Thiamin is a cofactor in oxidative decarboxytion of a-keto acids and of an important enzyme the pentose phosphate pathway, transketolase,4. Riboflavin and

27、 niacin are each important cofactors in oxidoreduction reactions. Riboflavin is present as prosthetic groups in flavoprotein enzymes flavin mononucleotide and flavin adenine dirnucleotide, whereas n

28、iacin is present in the NAD and NADP cofactors of many dehydrogenase enzymes.5. Pantothenic acid is present in coenzyme A and acyl carrier protein, which act as carriers for a groups in many impo

29、rtant reactions, whereas pydoxal phosphate is the coenzyme for several enzyme of amino acid metabolism including the transaminases.,6.Biotin is the coenzyme for several carboxylase enzymes, including

30、acetyl-CoA carboxylase, the rate controlling enzyme in lipogenesis, and pyruvate carboxylase, important in gluconeogenesis. 7. As well as having separate functions, vitamine B12 and folic acid take part

31、 in providing one-carbon residues for nucleic acid synthesis.8.Ascorbic acid is a water-soluble antioxidant that maintains many metal cofactors in the reduced state,9. Absence of the water-soluble vitamins f

32、rom the diet provokes multiple deficiency states. Absence a single vitamin leads to a characteristic deficiency syndrome.10 .The lipid-soluble vitamine have the common features of being apolar, hydrophob

33、ic molecules and also of being isoprene derivatives. They all require normal fat absorption to be occurring for efficient absorption, and if this mechanism is defective, defi­ciency symptoms are

34、 likely to occur.,11. Vitamin A (retinol) is represented not only as such in the diet but also by the provitamin (P-carotene) in plants. Retinol and retinoic acid are con­sidered to act by controll

35、ing gene expression, whereas retinal is utilized in vision and has a role in glycoprotein synthesis.,12. Vitamin D is a steroid prohormone whose activity is carried out by its hormone derivative.

36、 It is utilized in the regulation of calcium and phos­phate metabolism, and its omission from the diet leads to rickets and osteomalacia.,13. Vitamin E (tocopherol) is the most important ant

37、ioxidant in the body, acting in the lipid phase of membranes throughout the cell. It protect the effects of toxic radicals such as the peroxyl radical, mainly as a breaker of free- radical chain

38、 reactions. 14. Vitamin K is needed for the synthesis blood clotting factors (eg, II, VII, IX, and X), as a cofactor to a carboxylase that acts mate residues of clotting factor prec

39、ursor enable them to chelate calcium. Interrupt! vitamin K regeneration cycle by dicumarol pounds is the basis for their anticoagulanproperties.,Section III Microelement,概念微量元素是指人體中每人每天的需要量在10

40、0㎎以下的元素。 種類主要包括有鐵、碘、銅、鋅、錳、硒、氟、鉬、鈷、鉻等10種。,1 、寫出水溶性B族維生素：B1、B2、PP、B6 泛酸、發(fā)揮生理作用的輔酶形式及其在代謝 中的生化作用。2、參考書本寫: NAD、NADP、FAD、FMN的框架式結(jié)構(gòu)式。3、如果一個(gè)病人長(zhǎng)期服用各種抗生素又不補(bǔ)充 維生素，可能發(fā)生什么后果，請(qǐng)舉例說明4、根據(jù)您所學(xué)過的生化知識(shí)，臨床上維生素制 劑