维生素和无机盐-(2).ppt
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1、目录目录生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学1.目录目录第五章第五章 维生素与无机物生素与无机物Vitamins and Minerals2.目录目录n n 定定定定义义:维维生生生生素素素素(vitamin)(vitamin)是是是是人人人人体体体体内内内内不不不不能能能能合合合合成成成成,或或或或合合合合成成成成量量量量甚甚甚甚少少少少、不不不不能能能能满满足足足足机机机机体体体体的的的的需需需需要要要要,必必必必须须由由由由食食食食物物物物供供供供给给,维维持持持持正正正正常常常常生生生生命命命命活活活活动动过过程程程程所所所所必必必必需需需需的的的的一一一一组组低低低低分分分分子量
2、有机化合物。子量有机化合物。子量有机化合物。子量有机化合物。脂溶性脂溶性维生素生素(lipid-soluble vitamin)水溶性水溶性维生素生素(water-soluble vitamin)n 分分类:一、一、维生素生素3.目录目录微量元素微量元素(trace element):指人体每日需要:指人体每日需要量在量在100mg以下的化学元素,主要包括以下的化学元素,主要包括铁、碘、碘、铜、锌、锰、硒、氟、硒、氟、钼、钴、铬等。等。二、无机元素二、无机元素无机元素无机元素(minerals)是是维持人体正常生理功能持人体正常生理功能也必不可少的元素。也必不可少的元素。n n分分分分类类常量
3、元素常量元素(macroelement):钠、钾、氯、钙、磷、磷、镁等等4.目录目录第一第一节 脂溶性脂溶性维生素生素Lipid-soluble Vitamin5.目录目录n n 共同特点:共同特点:共同特点:共同特点:(1 1 1 1)均)均)均)均为为非极性疏水的异戊二非极性疏水的异戊二非极性疏水的异戊二非极性疏水的异戊二烯烯衍生物衍生物衍生物衍生物 (2 2 2 2)不溶于水,溶于脂)不溶于水,溶于脂)不溶于水,溶于脂)不溶于水,溶于脂类类及脂肪溶及脂肪溶及脂肪溶及脂肪溶剂剂 (3 3 3 3)在食物中与脂)在食物中与脂)在食物中与脂)在食物中与脂类类共存,并随脂共存,并随脂共存,并随脂
4、共存,并随脂类类一同吸收一同吸收一同吸收一同吸收 (4 4 4 4)吸收的脂溶性)吸收的脂溶性)吸收的脂溶性)吸收的脂溶性维维生素在血液与脂蛋白及某生素在血液与脂蛋白及某生素在血液与脂蛋白及某生素在血液与脂蛋白及某 些特殊些特殊些特殊些特殊结结合蛋白特异合蛋白特异合蛋白特异合蛋白特异结结合而运合而运合而运合而运输输 n n 种种种种类类:Vit A,Vit D,Vit E,Vit K Vit A,Vit D,Vit E,Vit K 6.目录目录脂溶性脂溶性维生素的生素的结构构 7.目录目录一、一、维生素生素A动动物内物内物内物内脏脏(视视黄醇黄醇黄醇黄醇酯酯)植物:植物:植物:植物:维维生素生
5、素生素生素A A A A原(如原(如原(如原(如-胡胡胡胡萝萝卜素)卜素)卜素)卜素)(一)(一)视黄醇是天然黄醇是天然维生素生素A的主要形式的主要形式 A1A1(视视黄醇)黄醇)黄醇)黄醇)A2A2(3-3-脱脱脱脱氢视氢视黄醇)黄醇)黄醇)黄醇)n n天然形式:天然形式:天然形式:天然形式:n n来源:来源:来源:来源:8.目录目录n n运运运运输输形式:形式:形式:形式:血液血液运甲腺蛋白运甲腺蛋白(TTR)视黄醇黄醇酯肝肝细胞胞视黄醇黄醇视黄醇黄醇结合蛋白合蛋白(RBP)肝内星形肝内星形细胞胞(stellate cell)储存存在在细胞内胞内细胞胞视黄醇黄醇结合蛋白合蛋白(CRBP)靶
6、靶靶靶组织组织特异受体特异受体特异受体特异受体9.目录目录(二)(二)视黄醇、黄醇、视黄黄醛和和视黄酸是黄酸是维生素生素A A的活性的活性形式形式10.目录目录1 1视黄黄醛与与视蛋白的蛋白的结合合维持了正常持了正常视觉功能功能 视循循环n夜盲症夜盲症11.目录目录2视黄酸黄酸对基因表达和基因表达和组织分化具有分化具有调节作用作用 全反式全反式视黄酸和黄酸和9-顺视黄酸黄酸是是执行行这一重要功能一重要功能的关的关键物物质。与。与细胞内核受体胞内核受体结合,与合,与DNA反反应元件元件结合,合,调节某些基因的表达。某些基因的表达。缺乏:干眼病缺乏:干眼病(xerophthalmia)3维生素生素
7、A和胡和胡萝卜素是有效的抗氧化卜素是有效的抗氧化剂 4.维生素生素A及其衍生物可抑制及其衍生物可抑制肿瘤生瘤生长 能直接消能直接消能直接消能直接消灭灭自由基自由基自由基自由基,有助于控制,有助于控制,有助于控制,有助于控制细细胞膜和富含胞膜和富含胞膜和富含胞膜和富含脂脂脂脂质组织质组织的脂的脂的脂的脂质过质过氧化。氧化。氧化。氧化。12.目录目录(三)(三)维生素生素A缺乏或缺乏或过量量摄入均引起疾病入均引起疾病 缺乏症:缺乏症:1.夜盲症夜盲症2.干眼病干眼病3.对感染性疾病的敏感性增加感染性疾病的敏感性增加过多多则可引起中毒症状:可引起中毒症状:头痛、痛、恶心、心、共共济失失调;肝;肝细胞
8、胞损伤和高脂血症;和高脂血症;长骨增骨增厚、高厚、高钙血症、血症、软组织钙化以及皮肤干燥、化以及皮肤干燥、脱屑和脱脱屑和脱发等。等。13.目录目录二、二、维生素生素D(一)(一)维生素生素D是是类固醇衍生物固醇衍生物n 种种 类:VitD2(麦角(麦角钙化醇)化醇)VitD3(胆(胆钙化醇)化醇)n VitD2原原:麦角固醇:麦角固醇 VitD3原原:7-脱脱氢胆固醇胆固醇 麦角固醇麦角固醇 VitD2 胆固醇胆固醇 7-脱脱氢胆固醇胆固醇 VitD3(紫外照射)(紫外照射)n VitD3在血液中运在血液中运输:与与维生素生素D结合蛋白合蛋白(vitamin D binding protein
9、,DBP)相相结合而运合而运输。14.目录目录(二)(二)维生素生素D的活化形式是的活化形式是1,25-二二羟维生素生素D3 维生素生素D3在体内的在体内的转变 15.目录目录(三)(三)1,25-(OH)2-D3具有具有调节血血钙和和组织细胞胞分化的功能分化的功能1调节血血钙水平是水平是1,25-(OH)2-D3的重要作用的重要作用 1,25-(OH)2-D3可通可通过信号信号转导系系统使使钙通道开通道开放,促放,促进小小肠对钙、磷的吸收,影响骨、磷的吸收,影响骨组织的的钙代代谢,从而,从而维持血持血钙和血磷的正常水平,促和血磷的正常水平,促进骨和牙骨和牙的的钙化。化。16.目录目录2.1,
10、25-(OH)2-D3还具有影响具有影响细胞分化的功能胞分化的功能 调节多种多种组织细胞分化胞分化促促进胰胰岛 细胞合成与分泌胰胞合成与分泌胰岛素素抑制某些抑制某些肿瘤瘤细胞增殖和促胞增殖和促进分化分化17.目录目录(四)(四)维生素生素D缺乏或缺乏或摄入入过量均引起疾病量均引起疾病 缺乏症:缺乏症:儿童可患儿童可患佝佝偻病病(rickets)成人可成人可发生生软骨病骨病(osteomalacia)长期每日期每日摄入入25 g维生素生素D可引起中毒,可引起中毒,长期每期每天天摄入入125 g维生素生素D则肯定会引起中毒,其症肯定会引起中毒,其症状主要有异常口渴,皮肤搔痒,状主要有异常口渴,皮肤
11、搔痒,厌食、嗜睡、呕食、嗜睡、呕吐、腹泻、尿吐、腹泻、尿频以及高以及高钙血症、高血症、高钙尿症、高血尿症、高血压以及以及软组织钙化等。化等。18.目录目录三、三、维生素生素E E(一)(一)维生素生素E E是生育酚是生育酚类化合物化合物生育酚生育酚(tocopherol):、和和 四种四种 生育三生育三烯酚酚(tocotrienol):、和和 四种四种 19.目录目录(二)(二)维生素生素E E具有抗氧化等多方面的功能具有抗氧化等多方面的功能1 1维生素生素E E是体内最重要的脂溶性抗氧化是体内最重要的脂溶性抗氧化剂n机制机制:捕捉捕捉过氧化脂氧化脂质自由基自由基,保保护生物膜的生物膜的结构与
12、功能。构与功能。n 缺乏缺乏:轻度溶血性度溶血性贫血。血。维生素生素E过氧化脂氧化脂质自由基自由基生育酚生育酚自由基自由基或谷胱甘或谷胱甘肽生育生育醌+维生素生素C20.目录目录2 2维生素生素E E具有具有调节基因表达的作用基因表达的作用 n 上上调或下或下调生育酚的生育酚的摄取和降解相关的基因取和降解相关的基因 延延缓衰老衰老n 脂脂类摄取与取与动脉硬化的相关基因脉硬化的相关基因:预防和治防和治疗冠状冠状动脉粥脉粥样硬化性心硬化性心脏病病n 细胞外基胞外基质蛋白的基因、蛋白的基因、细胞黏附与炎症的相关基因胞黏附与炎症的相关基因 抗炎、抗炎、维持正常免疫功能持正常免疫功能n 细胞信号系胞信号
13、系统和和细胞周期胞周期调节的相关基因的相关基因 抑制抑制细胞增殖,抗胞增殖,抗肿瘤瘤21.目录目录3 3维生素生素E E能促能促进血血红素合成素合成血血红素合成关素合成关键酶:氨基氨基酮戊酸戊酸(ALA)合合酶 ALA脱水脱水酶缺乏:缺乏:新生儿新生儿贫血血22.目录目录(三)(三)维生素生素E E缺乏可引起缺乏可引起轻度度贫血血 维生素生素E缺乏病是由于血中缺乏病是由于血中维生素生素E含量含量低而引起,主要低而引起,主要发生在生在婴儿,特儿,特别是早是早产儿。儿。新生儿缺新生儿缺维生素生素E可引起可引起贫血。血。临床上常用床上常用维生素生素E治治疗先兆流先兆流产及及习惯性流性流产。23.目录
14、目录四、四、维生素生素K(一)(一)维生素生素K是是2-甲基甲基1,4-萘醌的衍生物的衍生物人工合成人工合成人工合成人工合成:KK3 3天然形式:天然形式:天然形式:天然形式:KK1 1-植物甲植物甲植物甲植物甲萘醌萘醌或叶或叶或叶或叶绿醌绿醌KK2 2-肠肠道道道道细细菌的菌的菌的菌的产产物物物物 24.目录目录(二)(二)维生素生素K的主要功能是促的主要功能是促进凝血凝血 1维生素生素K是凝血因子合成所必是凝血因子合成所必须的的辅酶 2维生素生素K对骨代骨代谢具有重要作用具有重要作用 (三)(三)维生素生素K缺乏可引起出血缺乏可引起出血 25.目录目录第二第二节 水溶性水溶性维生素生素Wa
15、ter-soluble Vitamin26.目录目录 易溶于水,故易随尿液排出易溶于水,故易随尿液排出易溶于水,故易随尿液排出易溶于水,故易随尿液排出 体内不易体内不易体内不易体内不易储储存,必存,必存,必存,必须经须经常从食物中常从食物中常从食物中常从食物中摄摄取取取取 作用比作用比作用比作用比较单较单一,主要构成一,主要构成一,主要构成一,主要构成酶酶的的的的辅辅助因子直助因子直助因子直助因子直 接影接影接影接影响某些响某些响某些响某些酶酶的催化作用。的催化作用。的催化作用。的催化作用。n n种种种种类类:B族族维生素,生素,维生素生素C n n共同特点共同特点共同特点共同特点27.目录目
16、录水水溶溶性性维生生素素的的结构构 28.目录目录一、一、维生素生素B1(一)(一)维生素生素B1B1形成形成辅酶焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素 焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(thiamine pyrophosphate,TPP)硫胺素硫胺素(thiamine)29.目录目录TPP是是-酮酸酸氧氧化化脱脱羧酶的的辅酶,也也是是转酮酶的的辅酶在在神神经传导中中起起一一定定的的作作用用,抑抑制制胆胆碱碱酯酶的活性的活性脚气病,末梢神脚气病,末梢神经炎炎(二)(二)维生素生素B1在糖代在糖代谢中具有重要作用中具有重要作用(三)(三)维生素生素B1B1缺乏可引起脚气病缺乏可引起脚气病 30.目录目录二、二、维生
17、素生素B2维生素生素B2又名核黄素又名核黄素(riboflavin)体内活性形式体内活性形式为黄素黄素单核苷酸核苷酸(FMN)黄素腺黄素腺嘌呤二核苷酸呤二核苷酸(FAD)(一)(一)维生素生素B2是是FAD(黄素腺(黄素腺嘌呤二核苷酸)呤二核苷酸)和和FMN(黄素黄素单核苷酸)的核苷酸)的组成成分成成分31.目录目录Vit B2FMNAMPFAD32.目录目录FMNFMN及及及及FADFAD是体内是体内是体内是体内氧化氧化氧化氧化还还原原原原酶酶(如脂如脂如脂如脂酰酰CoACoA脱脱脱脱氢酶氢酶、琥珀酸脱、琥珀酸脱、琥珀酸脱、琥珀酸脱氢酶氢酶、黄、黄、黄、黄嘌嘌呤氧化呤氧化呤氧化呤氧化酶酶等)
18、的等)的等)的等)的辅辅基,主要起基,主要起基,主要起基,主要起氢传递氢传递体体体体的作用的作用的作用的作用 .(二)(二)FMN和和FAD是体内氧化是体内氧化还原原酶的的辅基基(三)(三)维生素生素B2缺乏病是一种常缺乏病是一种常见的的营养缺乏病养缺乏病 口角炎,唇炎,阴囊炎等口角炎,唇炎,阴囊炎等口角炎,唇炎,阴囊炎等口角炎,唇炎,阴囊炎等33.目录目录三、三、维生素生素PP 维维生素生素生素生素PPPPPPPP包括:包括:包括:包括:烟酸烟酸烟酸烟酸(nicotinic acid)(nicotinic acid)烟烟烟烟酰酰胺胺胺胺(nicotinamide)(nicotinamide)
19、体内活性形式:体内活性形式:体内活性形式:体内活性形式:烟烟烟烟酰酰胺腺胺腺胺腺胺腺嘌嘌呤二核苷酸呤二核苷酸呤二核苷酸呤二核苷酸(NAD(NAD+)烟烟烟烟酰酰胺腺胺腺胺腺胺腺嘌嘌呤二核苷酸磷酸呤二核苷酸磷酸呤二核苷酸磷酸呤二核苷酸磷酸(NADP(NADP+)(一)(一)维生素生素PP是是NAD+和和NADP+的的组成成分成成分34.NAD+:R为 HNADP+:R为烟酰胺35.目录目录(三)(三)维生素生素PP缺乏可引起缺乏可引起癞皮病皮病缺乏症缺乏症缺乏症缺乏症:癞皮病皮病大量大量大量大量长长期服用会中毒期服用会中毒期服用会中毒期服用会中毒,肝肝肝肝损伤损伤 NAD+及及NADP+是体内多
20、种是体内多种不需氧脱不需氧脱氢酶(如苹果酸脱(如苹果酸脱氢酶、乳酸脱、乳酸脱氢酶)的)的辅酶,起,起传递氢的作用。的作用。(二)(二)NAD+和和NADP+是多种不需氧脱是多种不需氧脱氢酶的的辅酶 36.目录目录四、泛酸四、泛酸 泛酸泛酸泛酸泛酸(pantothenic acid)(pantothenic acid)又名遍多酸又名遍多酸又名遍多酸又名遍多酸 体内活性形式体内活性形式体内活性形式体内活性形式为为辅酶辅酶A(CoA)A(CoA)、酰酰基基基基载载体体体体蛋白蛋白蛋白蛋白(ACP)(ACP)(一)泛酸在(一)泛酸在辅酶A和和酰基基载体蛋白的体蛋白的组成成分成成分(二)(二)辅酶A和和
21、酰基基载体蛋白参与体蛋白参与酰基基转移反移反应CoACoA及及及及ACPACP是是是是酰酰基基基基转转移移移移酶酶的的的的辅酶辅酶,参与,参与,参与,参与酰酰基的基的基的基的转转移作用。移作用。移作用。移作用。(三)泛酸缺乏可引起各种胃(三)泛酸缺乏可引起各种胃肠功能障碍等疾病功能障碍等疾病 37.泛酸泛酸4-磷酸泛磷酸泛酰巯基乙胺基乙胺CoA的结构式38.目录目录五、生物素五、生物素(一)生物素(一)生物素(biotin)的来源广泛的来源广泛(二)生物素是多种(二)生物素是多种羧化化酶的的辅基基生物素是体内多种生物素是体内多种羧化化酶(如如丙丙酮酸酸羧化化酶、乙乙酰CoA羧化化酶)的的辅基,
22、与基,与羧化化酶蛋白中蛋白中赖氨酸氨酸残基的残基的-氨基氨基以以酰胺胺键共价共价结合,形成生物胞素合,形成生物胞素残基,参与残基,参与CO2固定固定过程。程。生物素生物素还可使可使组蛋白生物素化蛋白生物素化,从而影响,从而影响细胞周期、胞周期、转录和和DNA损伤的修复。的修复。39.目录目录与与羧基基结合生成合生成羧基生物素基生物素与与赖氨酸残氨酸残基基-氨基氨基结合成生物胞合成生物胞素素(三)生物素缺乏也可(三)生物素缺乏也可诱发机体不适机体不适疲乏、疲乏、恶心、呕吐、食欲不振、皮炎及脱屑性心、呕吐、食欲不振、皮炎及脱屑性红皮病皮病 40.目录目录六、六、维生素生素B6(一)(一)维生素生素
23、B6包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺和吡哆胺 维生素生素B6包括包括吡哆醇吡哆醇(pyridoxine)、吡哆吡哆醛(pyridoxal)和和吡哆胺吡哆胺(pyridoxamine)。活化形式:活化形式:磷酸吡哆磷酸吡哆醛和和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺41.42.目录目录磷酸吡哆磷酸吡哆醛是氨基酸是氨基酸转氨氨酶及及脱脱羧酶的的辅酶,用于治用于治疗小儿惊厥、妊娠呕吐和精神焦小儿惊厥、妊娠呕吐和精神焦虑。磷酸吡哆磷酸吡哆醛也是也是-氨基氨基-酮戊酸戊酸合合酶(ALA合合酶)的的辅酶。缺乏。缺乏导致低血色素小致低血色素小细胞性胞性贫血和血血和血清清铁增高。增高。磷酸吡哆磷酸吡哆醛是是同型半胱氨
24、酸同型半胱氨酸分解代分解代谢酶的的辅酶,缺乏引起高同型半胱氨酸血症。缺乏引起高同型半胱氨酸血症。(二)磷酸吡哆(二)磷酸吡哆醛的的辅酶作用多种多作用多种多样1 1磷酸吡哆磷酸吡哆醛是多种是多种酶的的辅酶43.目录目录2 2磷酸吡哆磷酸吡哆醛可可终止止类固醇激素的作用固醇激素的作用 作用机制:作用机制:将将类固醇激素固醇激素-受体复合物从受体复合物从DNA中移去,中移去,终止止这些激素的作用。些激素的作用。维生素生素B6缺乏:缺乏:可增加人体可增加人体对雌激素、雄激素、雌激素、雄激素、皮皮质激素和激素和维生素生素D D作用的敏感性。作用的敏感性。(三)(三)维生素生素B6过量可引起中毒量可引起中
25、毒 日日摄入量超入量超过200mg可引起神可引起神经损伤,表,表现为周周围感感觉神神经病。病。44.目录目录叶酸叶酸(folic acid)又称蝶又称蝶酰谷氨酸谷氨酸体内活性形式体内活性形式为四四氢叶酸叶酸(FH4)七、叶酸七、叶酸(一)四(一)四氢叶酸是叶酸的活性形式叶酸是叶酸的活性形式(二)四(二)四氢叶酸是一碳叶酸是一碳单位的位的载体体FHFH4 4是是是是一碳一碳一碳一碳单单位位位位转转移移移移酶酶的的的的辅酶辅酶,参与一碳,参与一碳,参与一碳,参与一碳单单位的位的位的位的转转移。移。移。移。N N5 5、N N1010 是一碳是一碳是一碳是一碳单单位的位的位的位的结结合位点。合位点。
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