第五节 维生素与辅酶
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。
? 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。
辅酶 coenzyme和金属离子
? 根据酶的组成情况, 可以将酶分为两大类：
? 单纯蛋白酶,它们的组成为单一蛋白质,
? 结合蛋白酶,某些酶, 例如氧化 -还原酶等,
其分子中除了蛋白质外, 还含有非蛋白组分,
? 结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白, 非蛋白
质 部 分 包 括 辅 酶 及 金 属 离 子 ( 或 辅 因 子
cofactor)。
? 酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为全酶 。
单纯的酶蛋白无催化功能,
一、水溶性维生素与辅酶
? 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。
(1) 维生素 PP
? 菸酸和菸酰胺, 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 。
一、水溶性维生素与辅酶
N
C O O H
N
C O N H 2
(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
一、水溶性维生素与辅酶
功
能
：
是
多
种
重
要
脱
氢
酶
的
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 。
一、水溶性维生素与辅酶
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
(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
一、水溶性维生素与辅酶
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
。
(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 。
一、水溶性维生素与辅酶
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
(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
一、水溶性维生素与辅酶
功
能
：
是
传
递
酰
基
，
是
形
成
代
谢
中
间
产
物
的
重
要
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 。
一、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 。
一水溶性维生素与辅酶
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
(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
一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 )。
一、水溶性维生素与辅酶
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
(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
一、水溶性维生素与辅酶
?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 。
(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
一、水溶性维生素与辅酶
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。
(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。
一、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
(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- 10
?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。
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、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。
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
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
2 2 - 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
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
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
辅酶在酶促反应中的作用特点
? 辅酶在催化反应过程中, 直接参加了反应 。
? 每一种辅酶都具有特殊的功能, 可以特定地催
化某一类型的反应 。
? 同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成
不同的全酶 。
? 一般来说, 全酶中的辅酶决定了酶所催化的类
型 （ 反应专一性 ）, 而酶蛋白则决定了所催化
的底物类型 （ 底物专一性 ） 。
二,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 。
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。
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。
? 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。
辅酶 coenzyme和金属离子
? 根据酶的组成情况, 可以将酶分为两大类：
? 单纯蛋白酶,它们的组成为单一蛋白质,
? 结合蛋白酶,某些酶, 例如氧化 -还原酶等,
其分子中除了蛋白质外, 还含有非蛋白组分,
? 结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白, 非蛋白
质 部 分 包 括 辅 酶 及 金 属 离 子 ( 或 辅 因 子
cofactor)。
? 酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为全酶 。
单纯的酶蛋白无催化功能,
一、水溶性维生素与辅酶
? 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。
(1) 维生素 PP
? 菸酸和菸酰胺, 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 。
一、水溶性维生素与辅酶
N
C O O H
N
C O N H 2
(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
一、水溶性维生素与辅酶
功
能
：
是
多
种
重
要
脱
氢
酶
的
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 。
一、水溶性维生素与辅酶
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
(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
一、水溶性维生素与辅酶
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
。
(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 。
一、水溶性维生素与辅酶
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
(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
一、水溶性维生素与辅酶
功
能
：
是
传
递
酰
基
，
是
形
成
代
谢
中
间
产
物
的
重
要
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 。
一、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 。
一水溶性维生素与辅酶
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
(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
一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 )。
一、水溶性维生素与辅酶
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
(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
一、水溶性维生素与辅酶
?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 。
(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
一、水溶性维生素与辅酶
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。
(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。
一、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
(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- 10
?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。
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、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。
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
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
2 2 - 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
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
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
辅酶在酶促反应中的作用特点
? 辅酶在催化反应过程中, 直接参加了反应 。
? 每一种辅酶都具有特殊的功能, 可以特定地催
化某一类型的反应 。
? 同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成
不同的全酶 。
? 一般来说, 全酶中的辅酶决定了酶所催化的类
型 （ 反应专一性 ）, 而酶蛋白则决定了所催化
的底物类型 （ 底物专一性 ） 。
二,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 。
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。
