微生物与微量元素.pptx

一、维生素的定义一、维生素的定义维维生生素素(vitamin)(vitamin)是是机机体体维维持持正正常常功功能能所所必必需需，但但在在体体内内不不能能合合成成或或合合成成量量很很少少，必必须须由由食食物物供供给给的的一一组组低低分分子子量量有机物质。有机物质。第一节第一节 维生素概述维生素概述1二、维生素的命名与分类二、维生素的命名与分类脂溶性维生素脂溶性维生素(lipid-soluble vitamin)(lipid-soluble vitamin)V VA A,V,VD D,V,VE E,V,VK K水溶性维生素水溶性维生素 (water-soluble vitamin)(water-soluble vitamin)B B族维生素、硫辛酸、族维生素、硫辛酸、VcVc分类分类:2共同特点共同特点易溶于水，故易随尿液排出。易溶于水，故易随尿液排出。体内不易储存，必须经常从食物中摄取。体内不易储存，必须经常从食物中摄取。种类种类B B族维生素、维生素族维生素、维生素C C和硫辛酸。和硫辛酸。B B族维生素包括：族维生素包括：B B1 1，B B2 2，B B6 6，B B1212，PPPP，泛酸，叶酸，生物素。，泛酸，叶酸，生物素。水溶性维生素水溶性维生素3均为非极性疏水的均为非极性疏水的异戊二烯衍生物异戊二烯衍生物不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂在食物中与脂类共存，并随脂类一同在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收吸收吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输及某些特殊结合蛋白特异结合而运输 种类种类VitA,VitD,VitE,VitK VitA,VitD,VitE,VitK 共同特点共同特点第二节第二节 脂溶性维生素脂溶性维生素4一、维生素一、维生素A（抗干眼病维生素）（抗干眼病维生素）（一）化学本质与性质（一）化学本质与性质（异戊二烯衍生物）异戊二烯衍生物）视黄醇视黄醇维维生生素素A13-脱氢视黄醇脱氢视黄醇维维生生素素A21561516171834视黄醛视黄醛1112活性形式是：活性形式是：11顺视黄醛顺视黄醛A2活性更高活性更高5视紫红质视紫红质视蛋白视蛋白11-11-顺视黄醛顺视黄醛全反视黄醛全反视黄醛暗处暗处光光(视网膜视网膜)异构酶异构酶11-11-顺视黄醇顺视黄醇全反视黄醇全反视黄醇(肝肝)异构酶异构酶视黄醛还原酶视黄醛还原酶视紫红质的合成、分解与视黄醛的视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系关系（维持暗视觉所必须的）（维持暗视觉所必须的）6（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症1.1.生化作用生化作用构成视觉细胞内构成视觉细胞内感光物质感光物质参与糖蛋白的合参与糖蛋白的合成，维持上皮组织成，维持上皮组织的分化与健全的分化与健全其他作用，如影其他作用，如影响细胞的分化响细胞的分化 2.2.缺乏症：缺乏症：夜盲症，夜盲症，干眼病；干眼病；皮肤干燥等皮肤干燥等 7小分子有机化合物在催化中的作用小分子有机化合物在催化中的作用 8（三）来（三）来 源源 动物：海水鱼、动物肝，乳制品，蛋黄等。动物：海水鱼、动物肝，乳制品，蛋黄等。植物：植物：(含有维生素含有维生素A A的前体物质的前体物质胡萝卜素胡萝卜素)一个一个-胡萝卜分子两分子胡萝卜分子两分子VA转化是在转化是在(在动物的肠粘膜及肝脏中在动物的肠粘膜及肝脏中)。视黄醛视黄醛视黄醇视黄醇-胡萝卜素分子胡萝卜素分子15159二、维生素二、维生素D（抗佝偻病维生素）（抗佝偻病维生素）（一）化学本质和性质（一）化学本质和性质是环戊烷多氢是环戊烷多氢菲的衍生物菲的衍生物VitDVitD2 2（麦角钙化醇）（麦角钙化醇）麦角固醇（麦角固醇（植物甾醇）植物甾醇）VitDVitD3 3（胆钙化醇）（胆钙化醇）7-7-脱氢胆固醇脱氢胆固醇 胆固醇胆固醇 种类：种类：维生素维生素D D源源阳光阳光阳光阳光严格说不是一种维生素严格说不是一种维生素10肝肝25-羟化酶羟化酶 维生素维生素D3（胆钙化醇）（胆钙化醇）25-羟维生素羟维生素D3（25-羟胆钙化醇）羟胆钙化醇）肾肾,骨骨,胎盘中的胎盘中的1-羟化酶羟化酶 1,25-二羟维生素二羟维生素D3（1,25-二羟胆钙化醇）二羟胆钙化醇）在体内的转变在体内的转变 24,25-二羟维生素二羟维生素D3（24,25-二羟胆钙化醇）二羟胆钙化醇）肾肾,骨骨,胎盘、软骨胎盘、软骨中的中的24-羟化酶羟化酶促进钙、磷吸收促进钙、磷吸收111.1.生化作用生化作用作用于小肠粘膜、肾及肾小管，作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。2.2.缺乏症缺乏症儿童儿童佝偻病佝偻病成人成人骨质疏松、软骨症、肌肉无力等。骨质疏松、软骨症、肌肉无力等。（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症3.3.来源来源 鱼肝油含有丰富的鱼肝油含有丰富的VDVD，肝、奶及蛋黄中。，肝、奶及蛋黄中。1213三、维生素三、维生素E E（一）化学本质与性质（一）化学本质与性质-生育酚生育酚5131078种类：生育酚，生育三烯酚种类：生育酚，生育三烯酚易自身氧化，故能保护其他物质。易自身氧化，故能保护其他物质。14（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症u抗氧化作用抗氧化作用u维持生殖机能维持生殖机能u促进血红素代谢促进血红素代谢来源：肝、蛋、来源：肝、蛋、玉米油、大豆油、玉米油、大豆油、小麦、甜瓜等。小麦、甜瓜等。雌性不育雌性不育贫血贫血缺乏症缺乏症15四、维生素四、维生素K K（凝血维生素）（凝血维生素）（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质天然形式：天然形式：天然形式：天然形式：KK1 1、KK2 2人工合成：人工合成：人工合成：人工合成：KK3 3、KK4 4O维生素维生素K K是是2-2-甲基萘醌的衍生物甲基萘醌的衍生物O12CH3（是异戊二烯衍生物）（是异戊二烯衍生物）16（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症1.1.生化作用生化作用维持体内凝血因子维持体内凝血因子、和和的正常水平，的正常水平，参与凝参与凝血作用血作用2.2.缺乏表现缺乏表现:易出血易出血 维生素维生素K K的来源：的来源：食物（绿色植物）来源和肠食物（绿色植物）来源和肠道微生物合成。人体一般不会缺乏。道微生物合成。人体一般不会缺乏。17共同特点共同特点易溶于水，故易随尿液排出。易溶于水，故易随尿液排出。体内不易储存，必须经常从食物中摄取。体内不易储存，必须经常从食物中摄取。种类种类B B族维生素和维生素族维生素和维生素C C和硫辛酸和硫辛酸.B.B族维生素包括：族维生素包括：B B1 1，B B2 2，B B6 6，B B1212，PPPP，泛酸，叶酸，生物素。，泛酸，叶酸，生物素。第第 三三 节节 水溶性维生素水溶性维生素18B B族维生素族维生素 最初在米糠中发现了抗脚气病因子，并最初在米糠中发现了抗脚气病因子，并称之为维生素称之为维生素B B，后来随着研究的进展，发现，后来随着研究的进展，发现以前命名的维生素以前命名的维生素B B其实是一族物质，因此将其实是一族物质，因此将它们称为它们称为“B B族维生素族维生素”，并沿用至今。，并沿用至今。B B族维生素是溶于水的，很容易被代谢，族维生素是溶于水的，很容易被代谢，在体内几乎无法长时间蓄积，必须每日补充。在体内几乎无法长时间蓄积，必须每日补充。B B族维生素主要通过汗液和尿液排泄。族维生素主要通过汗液和尿液排泄。几乎只有四种食物含有全部的几乎只有四种食物含有全部的B B族维生素：族维生素：即肝脏、酵母、米糠、麦芽，其中以酵母含即肝脏、酵母、米糠、麦芽，其中以酵母含量最为丰富、比例最为合理。量最为丰富、比例最为合理。19体内活性形式体内活性形式硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸 (TPP)(TPP)（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质一、维生素一、维生素B1B1和硫胺素焦磷酸和硫胺素焦磷酸维生素维生素B1B1又名又名硫硫胺素胺素(thiamine)(thiamine)涉及羰基碳（醛和酮）合成与裂解反应的辅酶涉及羰基碳（醛和酮）合成与裂解反应的辅酶结构式为：由一个嘧啶环和噻唑环组成。结构式为：由一个嘧啶环和噻唑环组成。20TPPTPP在丙酮酸脱羧中的作用在丙酮酸脱羧中的作用21丙酮酸脱丙酮酸脱氢酶系作氢酶系作用示意图用示意图E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶E2:二氢硫辛酰转乙酰酶二氢硫辛酰转乙酰酶E3:二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶22TPPTPP是是-酮酮酸酸氧氧化化脱脱羧羧酶酶的的辅辅酶酶，也也是转酮醇酶的辅酶。是转酮醇酶的辅酶。在在神神经经传传导导中中起起一一定定的的作作用用，抑抑制制胆胆碱酯酶的活性。碱酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症1.1.生化作用生化作用2.2.缺乏症缺乏症脚气病（下肢水肿，麻木，肌肉萎缩），末脚气病（下肢水肿，麻木，肌肉萎缩），末梢神经炎，消化不良症。梢神经炎，消化不良症。3.3.来源：来源：存在于许多植物种子、谷物种子外皮（未存在于许多植物种子、谷物种子外皮（未研磨大米、全麦粒中丰富），酵母中含量最多。研磨大米、全麦粒中丰富），酵母中含量最多。23二、维生素二、维生素B B2 2（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质维生素维生素维生素维生素B B B B2 2 2 2又名又名又名又名核黄素核黄素核黄素核黄素(riboflavin)(riboflavin)(riboflavin)(riboflavin)体内活性形式为体内活性形式为体内活性形式为体内活性形式为黄素单核苷酸黄素单核苷酸黄素单核苷酸黄素单核苷酸(FMN)(FMN)(FMN)(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)(FAD)(FAD)(FAD)5110H二甲基异咯嗪基二甲基异咯嗪基核糖醇基核糖醇基黄素蛋白黄素蛋白:结合结合FMNFMN或或FADFAD的酶蛋白的酶蛋白24Vit B2FMNAMPFADNNCNHNCOOCH3CH3CH3HCOHHCOHHCOHH2CPOOHOOOHOPOCH3OOHOHNNNNNH2FAD(黄素黄素-腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸)FMN(黄素单核苷酸黄素单核苷酸)25FMNFMN和和FADFAD的转移质子的作用方式的转移质子的作用方式功能功能:携带携带1 1对氢原子。对氢原子。单、双电子传递体单、双电子传递体26（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症1.1.生化作用：生化作用：FMNFMN及及FADFAD是体内氧化还原酶的辅基，是体内氧化还原酶的辅基，在脱氢酶催化的氧化在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，还原反应中，起着起着电子和质子的传递体作用。电子和质子的传递体作用。2.2.缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。27维生素维生素PPPP包括包括（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质三、维生素三、维生素PPPP（B B5 5)和辅酶和辅酶I I、辅酶、辅酶IIII尼克酰胺尼克酰胺(nicotinamide)(nicotinamide)尼克酸尼克酸(nicotinic acid)(nicotinic acid)28NAD+：R为为 HNADP+：R为为尼克酰胺尼克酰胺体内活性形式：体内活性形式：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸29.双电子传递体双电子传递体30功能：功能：转运转运一对一对H原原子子（氢（氢负离负离子，子，两个两个电子）电子）。.31四、维生素四、维生素B B6 6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 （一）化学本质及性质（一）化学本质及性质维生素维生素B B6 6包括包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺体内活性形式为体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛是是氨基酸代谢中多种酶的辅酶氨基酸代谢中多种酶的辅酶。转。转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是氨酶及脱羧酶的辅酶，也是-氨基氨基-酮戊酸酮戊酸合合酶酶（ALAALA合酶）的辅酶。食物富含合酶）的辅酶。食物富含Vit B6 Vit B6，肠，肠道细菌可以合成道细菌可以合成Vit B6 Vit B6，人体很少缺乏。，人体很少缺乏。323334五、维生素五、维生素B3B3（泛酸）（泛酸）和辅酶和辅酶A A（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质泛酸泛酸(pantothenic acid)(pantothenic acid)又名遍多酸又名遍多酸体内活性形式为体内活性形式为辅酶辅酶A(CoA)A(CoA)酰基载体蛋白酰基载体蛋白(ACP)(ACP)（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症CoACoA及及ACPACP是是酰基转移酶的辅酶酰基转移酶的辅酶，参与，参与酰基的转移作用。酰基的转移作用。35巯基乙胺巯基乙胺 泛泛 酸酸磷磷酸酸泛泛酰酰巯巯基基乙乙胺胺OH酰胺键酰胺键 丙氨酸丙氨酸丁酸衍生物丁酸衍生物 泛泛 酸酸辅酶辅酶A A由磷酸泛酰巯基由磷酸泛酰巯基乙胺和乙胺和ADPADP连接而成连接而成 磷酸磷酸36所含的所含的SHSH可以与酰基形成硫酯：可以与酰基形成硫酯：O R NHCH2CH2 SC通过通过-SH-SH的作用携带酰基，起的作用携带酰基，起酰基传递体酰基传递体的作用。的作用。缺缺乏乏症症：一一般般不不发发生生，因因为为食食物物中中含含量量丰丰富富，人体肠道细菌也能合成。人体肠道细菌也能合成。CoACoA的生理功能：的生理功能：乙酰乙酰CoA371.1.生化作用生化作用NADNAD+及及NADPNADP+是是体体内内多多种种脱脱氢氢酶酶（如如苹苹果果酸酸脱脱氢氢酶酶、乳乳酸酸脱脱氢氢酶酶）的的辅辅酶酶，起起传递氢传递氢的作用。的作用。（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症2.2.缺乏症缺乏症癞皮病。一般不发生缺乏症。长期食癞皮病。一般不发生缺乏症。长期食用玉米，出现癞皮病。用玉米，出现癞皮病。38六、生物素六、生物素生物素生物素(biotin)(biotin)由脲素、噻吩和戊酸侧链三由脲素、噻吩和戊酸侧链三部分组成。作为部分组成。作为活性羧基载体。活性羧基载体。尿素尿素噻吩噻吩与赖氨酸残基与赖氨酸残基-氨基结合氨基结合成生物胞素成生物胞素戊酸戊酸39是多种羧化酶的辅酶，是多种羧化酶的辅酶，参与参与COCO2 2的羧化过程的羧化过程（如丙酮酸羧化酶）（如丙酮酸羧化酶）大量食用生鸡蛋清可引起生物素缺乏大量食用生鸡蛋清可引起生物素缺乏40七、维生素七、维生素B B1111（叶酸）和辅酶（叶酸）和辅酶FHFH4 4生化作用：生化作用：FHFH4 4是一碳单位转移酶的辅酶，是一碳单位转移酶的辅酶，参与参与一碳单位的转移。一碳单位的转移。缺乏症：巨幼红细胞贫血缺乏症：巨幼红细胞贫血（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症叶酸叶酸(folic acid)(folic acid)又称蝶酰谷氨酸又称蝶酰谷氨酸体内活性形式为体内活性形式为四氢叶酸四氢叶酸(FH(FH4 4)412462-氨基氨基-4羟基羟基-6甲基蝶啶甲基蝶啶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸蝶呤衍生物蝶呤衍生物蝶酸蝶酸叶酸（蝶酰谷氨酸）叶酸（蝶酰谷氨酸）42叶酸叶酸二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+二氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+四氢叶酸四氢叶酸5,6,7,8-四氢叶酸四氢叶酸 四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH-CH3 3,-,-CHCH2 2-,-CHO-,-CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。等的载体，参与多种生物合成过程。某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为碳原子的基团，称为一碳单位一碳单位。4344八、维生素八、维生素B Bl2：(氰钴胺素氰钴胺素)及其辅酶及其辅酶是唯一含金属元素的维生素。由咕啉环、核苷酸和氨是唯一含金属元素的维生素。由咕啉环、核苷酸和氨基丙酸三部分组成。基丙酸三部分组成。有多种辅酶形式：主要是有多种辅酶形式：主要是5-5-脱氧腺苷钴胺素和少量脱氧腺苷钴胺素和少量的甲基钴胺素。的甲基钴胺素。（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症生化作用：生化作用：参与基团变位，体内甲基转移作参与基团变位，体内甲基转移作用用缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患455-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素甲基钴胺素甲基钴胺素二甲基苯并咪唑二甲基苯并咪唑氰钴胺素氰钴胺素氰钴胺素氰钴胺素VB12羟基氰钴胺素羟基氰钴胺素VB12b咕啉环、核苷咕啉环、核苷酸和氨基丙酸酸和氨基丙酸三部分组成三部分组成46主要功能：主要功能：甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA变位酶变位酶琥珀酰琥珀酰CoA1.1.催化分子重排，基团变位。催化分子重排，基团变位。472.2.甲基转移甲基转移48巨幼红细胞贫血症巨幼红细胞贫血症V VB12B12缺乏造成缺乏造成巨幼红细胞贫血症巨幼红细胞贫血症49B B族维生素小结族维生素小结50九、硫辛酸九、硫辛酸 生化作用生化作用硫辛酸硫辛酸(lipoic acid)(lipoic acid)是硫辛酸是硫辛酸乙酰转移酶的辅酶，起乙酰转移酶的辅酶，起转酰基作用转酰基作用。硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）。原型）。51525354辅酶在酶促催化反应中的特辅酶在酶促催化反应中的特点点4.4.脱辅酶（酶蛋白）决定反应的底物类型（底物专一脱辅酶（酶蛋白）决定反应的底物类型（底物专一性）；辅酶决定反应的种类（反应专一性）性）；辅酶决定反应的种类（反应专一性）3.3.同一种辅酶往往可以与多种不同的脱辅酶同一种辅酶往往可以与多种不同的脱辅酶（酶蛋白）结合而显示出（酶蛋白）结合而显示出多种不同的催化作用。多种不同的催化作用。1.1.辅酶直接参与了反应辅酶直接参与了反应2.2.每一种辅酶都具有特殊功能，可以特定催化每一种辅酶都具有特殊功能，可以特定催化某一类型的反应某一类型的反应55十、维生素十、维生素C C生化作用：生化作用：参与氧化还原反应参与氧化还原反应，参与体内羟，参与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。进铁的吸收。（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质维生素维生素维生素维生素C C C C又称又称又称又称L-L-L-L-抗坏血酸抗坏血酸抗坏血酸抗坏血酸(ascorbic(ascorbic(ascorbic(ascorbic acid)acid)acid)acid)（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症56通通过过自自身身的的氧氧化化还还原原体体系系在在生生物物氧氧化化中中作作为为H H的载体。的载体。如如：可可维维持持含含SHSH的的酶酶的的SHSH处处于于还还原原态态而具催化活性。而具催化活性。缺乏症：缺乏症：骨骨骼骼、牙牙齿齿易易折折、易易脱脱，毛毛细细血血管管通通透透性性增增大大，皮皮下下、粘粘膜膜、肌肌肉肉出出血血，创创口口溃溃疡疡不不愈等。愈等。V VC C大量存在于果、蔬组织中。大量存在于果、蔬组织中。VC VC的生理功能：的生理功能：57