Chapter11 维生素与辅酶
O
H O
R 2
R 1
R 3
（一）维生素的定义
● 维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有
机物质。 需要量极微，主要由外界供给；
● 不是细胞组成成分，也不是供能物质，而是参与物质
代谢的调节；
● 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。
一、维生素概论
Chapter11 维生素与辅酶
（二）维生素的发现（ 433页）
（三）维生素和辅酶的关系（ 434页）
二、水溶性维生素与辅酶
● 维生素 C,羟化酶的辅酶 坏血病
缺乏症
● 维生素 B族,
维生素 B1,α -酮酸脱氢酶的辅酶 脚气病
维生素 B2：黄酶的辅基 口角糜烂、口腔溃疡
维生素 B6：氨基酸转氨酶和脱羧酶的辅酶
维生素 PP：不需氧脱氢酶的辅酶 癞皮病
生物素,羧化酶的辅酶
维生素 B12和叶酸：一碳单位转移酶的辅酶 恶性细胞贫血
Chapter11 维生素与辅酶
? 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, 这类分子被称为
辅酶 （ 或辅基 ） 。
? 辅酶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。许多维生素的生理功能与辅酶的作用
密切相关。
二、水溶性维生素与辅酶
Chapter11 维生素与辅酶
(1) 维生素 PP
? 烟酸和烟酰胺, 在体内转变为辅酶 I和辅酶 II。
? 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 。
N
C O O H
N
C O N H 2
Chapter11 维生素与辅酶
二、水溶性维生素与辅酶
(1) 维生素 PP和 NAD+ 和 NADP+
? NAD+ (烟酰胺 -腺嘌呤二核苷酸, 又称为辅
酶 I) 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,
O
C H 2 O P O P O C H 2
O H O H
O O
O
-
O
-
N
+
C O N H 2
O
O H O H ( O P O 3 H 2 )
N
N
N H 2
N
N
功
能
：
是
多
种
重
要
脱
氢
酶
的
辅
酶
。
二、水溶性维生素与辅酶
(2)核黄素（ VB2)
? 核黄素 (维生素 B2)由核糖醇和 6,7-二甲基异咯嗪两
部分组成 。
? 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 。
N
C
C
N H
N
N
O
O
C H 2 C H C H C H C H 2 O P O H
O H O H O H O
O H
C H 3
C H 3
二、水溶性维生素与辅酶
(2)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, C H
3
C H 3
N
C
C
N H
N
N
O
O
C H 2 C H C H C H C H 2 O P O
O H O H O H O
O H
O
C H 2
O H O H
N
N
N H 2
N
N
F M N F A D
功
能
：
在
脱
氢
酶
催
化
的
氧
化-
还
原
反
应
中
，
起
着
电
子
和
质
子
的
传
递
体
作
用
。
二、水溶性维生素与辅酶
(3) 泛酸和辅酶 A(CoA)
? 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 。
C H 2 C
C H 3
C H 3
C H
O H
C
O
N H C H 2 C H 2 C
O H
C O O H
O
二、水溶性维生素与辅酶
(3) 泛酸和辅酶 A(CoA)
? 辅酶 A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，
它的前体是维生素 (B3)泛酸。
C H
2
C
C H
3
C H
3
C H
O H
C
O
N H C H
2
C H
2
C N H C H
2
C H
2
S H
O
O
O O HP
O
O H
H O
N
N
N H
2
N
N
O
P
O
O O H
PO O
O H
C H
2
功
能
：
是
传
递
酰
基
，
是
形
成
代
谢
中
间
产
物
的
重
要
辅
酶
。
二、水溶性维生素与辅酶
(4) 叶酸和四氢叶酸 (FH4或 THFA)
? 四氢叶酸是合成酶的辅酶, 其前体是叶酸 (又称为蝶酰
谷氨酸, 维生素 B11)。
N
N
H 2 N
O H
N
N
H
H
C H 2
H
H
H
N H C
O
N H C H C O O H
C H 2
C H 2
C O O H
?四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团, 如 -CH3,-CH2-,
-CHO 等的载体, 参与多种生物合成过程 。
二、水溶性维生素与辅酶
(5) 硫胺素
? 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 。
C l
-
N
+
S
C H 3
C H 2 C H 2 O H
N
N
N H 2
H 3 C
C H 2
二、水溶性维生素与辅酶
(5) 硫胺素和焦磷酸硫胺素 (TPP)
? 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)。
N
N
N H 2
H 3 C
C H 2 N
+
S
C H 3
C H 2 C H 2 O P O
O
P
O H
O H
O
O H
C l
-
功
能
：
是
催
化
酮
酸
的
脱
羧
反
应
二、水溶性维生素与辅酶
(6)吡哆素
? 吡多素 (维生素 B6,包括吡哆醇, 吡哆醛和吡哆胺 )。
N
H 3 C
H O
C H 2 N H 2
C H 2 O H
N
H 3 C
H O
C H O
C H 2 O H
二、水溶性维生素与辅酶
(6)吡哆素和磷酸吡哆素
? 磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺 。 它的
N
H 3 C
H O
C H O
C H 2 O P O H
O
O H
N
H 3 C
H O
C H 2 N H 2
C H 2 O P O H
O
O H
磷 酸 吡 哆 醛 磷 酸 吡 哆 胺
?磷酸吡多素是转氨酶的辅酶, 转氨酶通过磷酸吡多醛和
磷酸吡多胺的相互转换, 起转移氨基的作用 。
二、水溶性维生素与辅酶
(7) 生物素
? 生物素是羧化酶的辅酶, 它本身就是一种 B族维生素 B7。
H N N H
C
O
C HH 2 C
S
( C H 2 ) 4 C O O H
生物素的功能是作为 CO2的递体，在生物合成中起传递和
固定 CO2的作用。
二、水溶性维生素与辅酶
(8) 维生素 B12辅酶
? 维生素 B12又称为钴胺素。维生素 B12分子
中与 Co+相连的 CN基被 5’ -脱氧腺苷所取
代，形成维生素 B12辅酶。
? 维生素 B12辅酶的主要功能是作为变位酶
的辅酶，催化底物分子内基团 (主要为甲
基 )的变位反应。
二、水溶性维生素与辅酶
（ 9）硫辛酸
? 硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是
6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化
型）和二氢硫辛酸（还原型）,
S C H
S C H
C H 2
C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
二、水溶性维生素与辅酶
(10) 辅酶 Q(CoQ)
? 辅酶 Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的
线粒体中，其结构为,
O
O
C H 3 O
C H 3 O
C H 3
( C H 2 C H C C H 2 ) n H
C H 3
n = 6 - 1 0
?辅酶 Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是
作为线粒体呼吸链氧化 -还原酶的辅酶，在酶与
底物分子之间传递电子。
二、水溶性维生素与辅酶
维生素 C
? 在体内参
与氧化还
原反应，
羟化反应。
人体不能
合成 。
C
C
C
C
C
C H
2
O H
O
H O
H O
H
H O H
O
O
C
C
O
O
O
HH O
H
C H
2
O H
C
C
C
二、水溶性维生素与辅酶
三、脂溶性维生素
? 维生素 A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶
于水，在食物中通常与脂肪一起存在，
吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。
Chapter11 维生素与辅酶
● 维生素 A,抗夜盲、维持上皮的正常发育、促
进幼儿生长发育
● 维生素 D,抗佝偻病的作用
● 维生素 E,抗氧化和抗不育的作用
● 维生素 K,凝血作用
1，维生素 A
? 维生素 A分 A1,A2两种，是不饱和一元醇
类。维生素 A1又称为视黄醇,A2称为脱
氢视黄醇。
C H 2 O H
C H 2 O H
A 1
A 2
三、脂溶性维生素
2,维生素 D
? 维生素 D是固醇类化合物，主要有 D2,D3,
D4,D5。其中 D2,D3活性最高。
麦角固醇
7- 脱氢胆固醇
22- 双氢麦角固醇
7- 脱氢谷固醇
维生素 D2
维生素 D3
维生素 D4
维生素 D5
三、脂溶性维生素
维生素 D的结构
? 在生物体内,D2和
D3本身不具有生物
活性。它们在肝脏
和肾脏中进行羟化
后，形成 1,25-二
羟基维生素 D。其中
1,25-二羟基维生
素 D3是生物活性最
强的。 H O
R
3，维生素 E
? 又叫做生育酚，目前发现的有 6种，其中
?,?,?,?四种有生理活性。
O
H O
R 2
R 1
R 3
三、脂溶性维生素
4，维生素 K
? 维生素 K有 3种,K1,K2,K3。其中 K3是人工
合成的。维生素 K是 2-甲基萘醌的衍生物。
O
O
O
O
C H
2
[ C H C ( C H
3
) C H
2
C H
2
]
5
C H C ( C H
3
)
2
三、脂溶性维生素
四,酶分子中的金属离子
? 根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：
金属酶和金属激酶。
? 在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如
Fe2+/ Fe3+, Cu+/Cu3+,Zn2+, Mn2+,Co2+ 等。
? 金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶
促反应中传递电子，原子或功能团 。
Chapter11 维生素与辅酶
金属酶中的金属离子与配体
? 金属离子 配体 酶或蛋白
? Mn2+ 咪唑 丙酮酸脱氢酶
? Fe2+/Fe3+ 卟啉环，咪唑,血红素,
含硫配体 氧化 -还原酶,
过氧化氢酶
? Cu+/Cu2+ 咪唑，酰胺 细胞色素氧化酶
? Co2+ 卟啉环 变位酶
? Zn2+ -NH3，咪唑，（ -RS） 2 碳酸酐酶，醇脱氢酶
? Pb2+ -SH d-氨基 - g-酮戊二酸脱水酶
? Ni2+ -SH 尿酶
金属激酶中的金属离子
? 激酶是一种磷酸化酶类，在 ATP存在下 催化葡
萄糖，甘油等磷酸化。
? 其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶
液中，酶与这类离子结合而被激活。
? 如 Na+, K+,Mg2+,Ca2+ 等。金属离子对酶
有一定的选择性,某种金属只对某一种或几种
酶有激活作用。
本节完
O
H O
R 2
R 1
R 3
（一）维生素的定义
● 维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有
机物质。 需要量极微，主要由外界供给；
● 不是细胞组成成分，也不是供能物质，而是参与物质
代谢的调节；
● 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。
一、维生素概论
Chapter11 维生素与辅酶
（二）维生素的发现（ 433页）
（三）维生素和辅酶的关系（ 434页）
二、水溶性维生素与辅酶
● 维生素 C,羟化酶的辅酶 坏血病
缺乏症
● 维生素 B族,
维生素 B1,α -酮酸脱氢酶的辅酶 脚气病
维生素 B2：黄酶的辅基 口角糜烂、口腔溃疡
维生素 B6：氨基酸转氨酶和脱羧酶的辅酶
维生素 PP：不需氧脱氢酶的辅酶 癞皮病
生物素,羧化酶的辅酶
维生素 B12和叶酸：一碳单位转移酶的辅酶 恶性细胞贫血
Chapter11 维生素与辅酶
? 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, 这类分子被称为
辅酶 （ 或辅基 ） 。
? 辅酶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。许多维生素的生理功能与辅酶的作用
密切相关。
二、水溶性维生素与辅酶
Chapter11 维生素与辅酶
(1) 维生素 PP
? 烟酸和烟酰胺, 在体内转变为辅酶 I和辅酶 II。
? 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 。
N
C O O H
N
C O N H 2
Chapter11 维生素与辅酶
二、水溶性维生素与辅酶
(1) 维生素 PP和 NAD+ 和 NADP+
? NAD+ (烟酰胺 -腺嘌呤二核苷酸, 又称为辅
酶 I) 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,
O
C H 2 O P O P O C H 2
O H O H
O O
O
-
O
-
N
+
C O N H 2
O
O H O H ( O P O 3 H 2 )
N
N
N H 2
N
N
功
能
：
是
多
种
重
要
脱
氢
酶
的
辅
酶
。
二、水溶性维生素与辅酶
(2)核黄素（ VB2)
? 核黄素 (维生素 B2)由核糖醇和 6,7-二甲基异咯嗪两
部分组成 。
? 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 。
N
C
C
N H
N
N
O
O
C H 2 C H C H C H C H 2 O P O H
O H O H O H O
O H
C H 3
C H 3
二、水溶性维生素与辅酶
(2)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, C H
3
C H 3
N
C
C
N H
N
N
O
O
C H 2 C H C H C H C H 2 O P O
O H O H O H O
O H
O
C H 2
O H O H
N
N
N H 2
N
N
F M N F A D
功
能
：
在
脱
氢
酶
催
化
的
氧
化-
还
原
反
应
中
，
起
着
电
子
和
质
子
的
传
递
体
作
用
。
二、水溶性维生素与辅酶
(3) 泛酸和辅酶 A(CoA)
? 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 。
C H 2 C
C H 3
C H 3
C H
O H
C
O
N H C H 2 C H 2 C
O H
C O O H
O
二、水溶性维生素与辅酶
(3) 泛酸和辅酶 A(CoA)
? 辅酶 A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，
它的前体是维生素 (B3)泛酸。
C H
2
C
C H
3
C H
3
C H
O H
C
O
N H C H
2
C H
2
C N H C H
2
C H
2
S H
O
O
O O HP
O
O H
H O
N
N
N H
2
N
N
O
P
O
O O H
PO O
O H
C H
2
功
能
：
是
传
递
酰
基
，
是
形
成
代
谢
中
间
产
物
的
重
要
辅
酶
。
二、水溶性维生素与辅酶
(4) 叶酸和四氢叶酸 (FH4或 THFA)
? 四氢叶酸是合成酶的辅酶, 其前体是叶酸 (又称为蝶酰
谷氨酸, 维生素 B11)。
N
N
H 2 N
O H
N
N
H
H
C H 2
H
H
H
N H C
O
N H C H C O O H
C H 2
C H 2
C O O H
?四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团, 如 -CH3,-CH2-,
-CHO 等的载体, 参与多种生物合成过程 。
二、水溶性维生素与辅酶
(5) 硫胺素
? 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 。
C l
-
N
+
S
C H 3
C H 2 C H 2 O H
N
N
N H 2
H 3 C
C H 2
二、水溶性维生素与辅酶
(5) 硫胺素和焦磷酸硫胺素 (TPP)
? 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)。
N
N
N H 2
H 3 C
C H 2 N
+
S
C H 3
C H 2 C H 2 O P O
O
P
O H
O H
O
O H
C l
-
功
能
：
是
催
化
酮
酸
的
脱
羧
反
应
二、水溶性维生素与辅酶
(6)吡哆素
? 吡多素 (维生素 B6,包括吡哆醇, 吡哆醛和吡哆胺 )。
N
H 3 C
H O
C H 2 N H 2
C H 2 O H
N
H 3 C
H O
C H O
C H 2 O H
二、水溶性维生素与辅酶
(6)吡哆素和磷酸吡哆素
? 磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺 。 它的
N
H 3 C
H O
C H O
C H 2 O P O H
O
O H
N
H 3 C
H O
C H 2 N H 2
C H 2 O P O H
O
O H
磷 酸 吡 哆 醛 磷 酸 吡 哆 胺
?磷酸吡多素是转氨酶的辅酶, 转氨酶通过磷酸吡多醛和
磷酸吡多胺的相互转换, 起转移氨基的作用 。
二、水溶性维生素与辅酶
(7) 生物素
? 生物素是羧化酶的辅酶, 它本身就是一种 B族维生素 B7。
H N N H
C
O
C HH 2 C
S
( C H 2 ) 4 C O O H
生物素的功能是作为 CO2的递体，在生物合成中起传递和
固定 CO2的作用。
二、水溶性维生素与辅酶
(8) 维生素 B12辅酶
? 维生素 B12又称为钴胺素。维生素 B12分子
中与 Co+相连的 CN基被 5’ -脱氧腺苷所取
代，形成维生素 B12辅酶。
? 维生素 B12辅酶的主要功能是作为变位酶
的辅酶，催化底物分子内基团 (主要为甲
基 )的变位反应。
二、水溶性维生素与辅酶
（ 9）硫辛酸
? 硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是
6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化
型）和二氢硫辛酸（还原型）,
S C H
S C H
C H 2
C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
二、水溶性维生素与辅酶
(10) 辅酶 Q(CoQ)
? 辅酶 Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的
线粒体中，其结构为,
O
O
C H 3 O
C H 3 O
C H 3
( C H 2 C H C C H 2 ) n H
C H 3
n = 6 - 1 0
?辅酶 Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是
作为线粒体呼吸链氧化 -还原酶的辅酶，在酶与
底物分子之间传递电子。
二、水溶性维生素与辅酶
维生素 C
? 在体内参
与氧化还
原反应，
羟化反应。
人体不能
合成 。
C
C
C
C
C
C H
2
O H
O
H O
H O
H
H O H
O
O
C
C
O
O
O
HH O
H
C H
2
O H
C
C
C
二、水溶性维生素与辅酶
三、脂溶性维生素
? 维生素 A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶
于水，在食物中通常与脂肪一起存在，
吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。
Chapter11 维生素与辅酶
● 维生素 A,抗夜盲、维持上皮的正常发育、促
进幼儿生长发育
● 维生素 D,抗佝偻病的作用
● 维生素 E,抗氧化和抗不育的作用
● 维生素 K,凝血作用
1，维生素 A
? 维生素 A分 A1,A2两种，是不饱和一元醇
类。维生素 A1又称为视黄醇,A2称为脱
氢视黄醇。
C H 2 O H
C H 2 O H
A 1
A 2
三、脂溶性维生素
2,维生素 D
? 维生素 D是固醇类化合物，主要有 D2,D3,
D4,D5。其中 D2,D3活性最高。
麦角固醇
7- 脱氢胆固醇
22- 双氢麦角固醇
7- 脱氢谷固醇
维生素 D2
维生素 D3
维生素 D4
维生素 D5
三、脂溶性维生素
维生素 D的结构
? 在生物体内,D2和
D3本身不具有生物
活性。它们在肝脏
和肾脏中进行羟化
后，形成 1,25-二
羟基维生素 D。其中
1,25-二羟基维生
素 D3是生物活性最
强的。 H O
R
3，维生素 E
? 又叫做生育酚，目前发现的有 6种，其中
?,?,?,?四种有生理活性。
O
H O
R 2
R 1
R 3
三、脂溶性维生素
4，维生素 K
? 维生素 K有 3种,K1,K2,K3。其中 K3是人工
合成的。维生素 K是 2-甲基萘醌的衍生物。
O
O
O
O
C H
2
[ C H C ( C H
3
) C H
2
C H
2
]
5
C H C ( C H
3
)
2
三、脂溶性维生素
四,酶分子中的金属离子
? 根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：
金属酶和金属激酶。
? 在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如
Fe2+/ Fe3+, Cu+/Cu3+,Zn2+, Mn2+,Co2+ 等。
? 金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶
促反应中传递电子，原子或功能团 。
Chapter11 维生素与辅酶
金属酶中的金属离子与配体
? 金属离子 配体 酶或蛋白
? Mn2+ 咪唑 丙酮酸脱氢酶
? Fe2+/Fe3+ 卟啉环，咪唑,血红素,
含硫配体 氧化 -还原酶,
过氧化氢酶
? Cu+/Cu2+ 咪唑，酰胺 细胞色素氧化酶
? Co2+ 卟啉环 变位酶
? Zn2+ -NH3，咪唑，（ -RS） 2 碳酸酐酶，醇脱氢酶
? Pb2+ -SH d-氨基 - g-酮戊二酸脱水酶
? Ni2+ -SH 尿酶
金属激酶中的金属离子
? 激酶是一种磷酸化酶类，在 ATP存在下 催化葡
萄糖，甘油等磷酸化。
? 其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶
液中，酶与这类离子结合而被激活。
? 如 Na+, K+,Mg2+,Ca2+ 等。金属离子对酶
有一定的选择性,某种金属只对某一种或几种
酶有激活作用。
本节完
