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2016公卫执业医师考试《生物化学》冲刺讲义:第五章第二节

来源 :中华考试网 2016-07-10

  六、生物素

  生物素(biotin)具有噻吩与尿素相结合的骈环,并带有戊酸侧链。自然界存在α-生物素和β-生物素两种形式。动物性食物、番茄、酵母、花菜等是生物素的主要食物来源。

  生物素侧链上的羧基与羧化酶蛋白分子中的赖氨酸残基中的ε-氨基以酰胺键相连接,并起羧基传递体的作用。传递的羧基结合在生物素的氮原子上,因此生物素是羧化酶的辅基。近来有人把生物素携带的羧基看作为完全氧化的一碳基团,这样生物素也属一碳基团的载体,说明生物素与羧化酶蛋白的联接方式及生物素氮原子携带羧基和丙酮酸在丙酮酸羧化酶作用下羧化成草酰乙酸的反应。

  七、叶酸

  叶酸(folic acid)由喋呤啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸三种成分组成的分子。叶酸广泛存在于动植物性食物,如肝、肾、绿叶及黄叶蔬菜、酵母等含量丰富,蛋、肉类、豆类、谷类及水果中的含量也较多。

  在体内叶酸经叶酸还原酶作用生成二氢叶酸,后者再经二氢叶酸还原酶还原成四氢叶酸(tetrahydrofolate FH4)。四氢叶酸为一碳基团的载体参与体内许多物质的合成。

  FH4缺乏亦可造成红细胞分化成熟障碍,导致贫血。细菌能合成叶酸,但必须以对氨基苯甲酸作为合成原料。磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似,所以磺胺药对细菌叶酸的合成是有竞争性抑制作用,因此磺胺药有抗菌效果。

  八、维生素B12

  维生素B12是唯一含有金属元素的维生素,包括一个咕啉环、钴元素(故称钴胺素cobalamine)以及5,6二甲基苯并咪唑的结构。

  天然存在的B12由微生物合成,故通常植物性食物不含B12,除非特殊加工的如霉豆腐。动物性食物储存有微生物产生的B12,故为主要的食物来源。肠道细菌合成的B12 和食物中的B12必须与胃粘膜壁细胞分泌的内因子(intrinsic factor)结合,才能在回肠被吸收。B12进入体内以甲基钴胺素、5’脱氧腺苷钴胺素及羟钴胺素等形式存在。

  5’脱氧腺苷钴胺素和甲基钴胺素是维生素B12的辅酶形式。甲基钴胺素酶存在于大多数生物,它们催化三种类型的反应:(1)分子内的重排,(2)甲硫氨酸合成时的甲基化反应和(3)核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸的反应。在哺乳类催化L-甲基丙二酰CoA转变为琥珀酰CoA和同型半胱氨酸甲基化生成甲硫氨酸的酶均需维生素B12作为辅酶,为甲基天冬氨酸变位酶(以5’脱氧腺苷钴胺素作辅酶)催化谷氨酸生成β-甲基天冬氨酸的反应。

  维生素B12和叶酸是同型半胱氨酸再生为甲硫氨酸反应所必需的维生素,故缺乏这两种维生素,也可致高同型半胱氨酸血症,诱发动脉粥样硬化。

  九、α-硫辛酸

  α-硫辛酸(α-lipoic acid)的化学结构是6,8-二硫辛酸。它与焦磷酸硫胺素协同参与丙酮酸、α-酮戊二酸的氧化脱羧反应,是α-酮酸氧化脱羧反应中硫辛酸乙酰转移酶的辅酶,在糖、脂、蛋白质代谢中有极重要的作用,α-硫辛酸是某些微生物的必需维生素,但尚未发现人类有硫辛酸缺乏症。

  十、维生素C(抗坏血酸)

  维生素C又称抗坏血酸(ascorbic acid),是一种己糖内酯,分子中 C-2和 C-3位上两个相邻的烯醇式羟基极易解离出 H+,故维生素C具有酸性。这两个位置上的羟基也很容易被氧化成酮基,所以维生素C又是很强的还原剂。新鲜的蔬菜水果是该维生素的主要食物来源

  缺乏维生素C会引起坏血病,病人毛细血管脆性增加,皮下可见出血小点(与维生素K缺乏时的较大片出血斑不同)。这与维生素C参与一些重要的羟化作用有关,同位素示踪研究证明新生的胶原分子中甘氨酸残基氨基端相连的脯氨酸残基需经羟化,催化这一反应的脯氨酰羟化酶需O2 ,是双加氧酶,酶分子有紧密结合的Fe2+,它用作为酶和O2的激活剂,在有α-酮戊二酸存在的体系中,该酶催化胶原分子中脯氨酸残基的羟化。

  反应的结果是一个氧原子连接在脯氨酸残基的第四位碳生成4-羟基脯氨酰残基,另一个氧原子由α-酮戊二酸接受转变为琥珀酸和CO2, 但是脯氨酰羟化酶也可只催化部份的反应,即只催化α酮戊二酸转变为琥珀酸但不羟化脯氨酸,于是另一个氧原子与铁离子生成氧化的铁复合物,后者使该酶失活。维生素C作为一种特异的抗氧化剂使失活酶的高铁离子还原为亚铁离子,从而使活性酶得以再生,维生素C则氧化成脱氢抗坏血酸。现在已知维生素C缺乏造成的羟化损害使合成的胶原缺少稳定性,羟化的脯氨酸残基能在三股胶原螺旋间生成氢键,使胶原分子得以稳定。

  胶原是结缔组织、骨、毛细血管的重要组成成分,故维生素C缺乏,伤口愈合减慢,毛细血管脆性增加,牙齿松动,骨骼变脆。维生素C是重要的水溶性抗氧化剂,它的抗氧化功能是多方面的。前面提到维生素E在抗膜脂质不饱和脂肪酸过氧化作用中生成生育酚自由基,它的再还原主要依赖维生素C。它与脂溶性抗氧化剂维生素E,胡萝卜素等的偶联协同作用,在清除氧自由基方面和参与体内其它的氧化还原反应方面起着重要的作用。

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