维生素B1和硫胺素焦磷酸解析课件.ppt

1、艾克曼 EIJKMAN，Christiaan 18588111930115 1886年再度去巴塔维（Batavia），调查当地脚气病的致病原因，发现是由于缺乏含于米糠中的少量营养物质所引起，为维生素的研究奠定了基础。艾克曼 EIJKMAN，Christiaan 18588111930115 1886年再度去巴塔维（Batavia），调查当地脚气病的致病原因，发现是由于缺乏含于米糠中的少量营养物质所引起，为维生素的研究奠定了基础。 1911 年, 波兰生物化学家芬科首次从植物中分离出维生胺, 并将其命名为“抗脚气病的维生胺” 1926 年, 杨森和丹纳司在试验中获得维生素B1 结晶体。 1936

2、 年, 威廉姆斯确定其化学结构 和合成方法。 1959 年, 我国沈阳化学合成药物研究所与天津制药厂研制成功硝酸硫胺( 维生素B1 硝酸盐) 。 1963 年, 北京医药工业研究院又与天津制药厂研制成功盐酸硫胺并投产。维生素B1（vitamin B1） 硫胺素（thiamine）抗神经炎维生素抗脚气病维生素分子式：C12H16N4OS（HCl）分子量：300.813-(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)methyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazol-3-ium chloride物化性质：物化性质： 作用用途：作用用途：

3、促进成长； 帮助消化，特别是碳水化合物的消化； 改善精神状况；维持神经组织、肌肉、心脏活动的正常； 减轻晕机、晕船； 可缓解有关牙科手术后的痛苦； 有助于对带状疱疹（herpes zoster）的治疗。这四种形式的维生素这四种形式的维生素B1 B1 都可以相互转化：都可以相互转化：TMPase : 硫胺素一磷酸酶; TPPase : 硫胺素焦磷酸酶; TTPase : 硫胺素三磷酸酶Pi : 无机磷酸; P - 转移酶: 硫胺素焦磷酸激酶T: 游离维生素B1 ; TPK: 焦磷酸激酶;pi 在动物组织中游离的维生素B1 及其磷酸化形式均以不同数量存在, 以TPP 最为丰富, 约占维生素B1 总

4、量的80 % , TTP 占5 % - 10 % , 其余为游离的维生素B1 和TMP。 维生素维生素B1 主要以辅酶的形式发挥其生理功能，主要以辅酶的形式发挥其生理功能，TPP 是维生素是维生素B1 的主要辅酶形式。的主要辅酶形式。 维生素B1在生物体内可在硫胺素焦磷酸合成酶的作用下，从ATP接受一个焦磷酸基团，形成硫胺素焦磷酸（thiamine pyrophosphate, TPP) 硫胺素焦磷酸是参与-酮转移， -酮酸的脱羧和-羟酮的形成与裂解等反应的辅酶。 它之所以具有辅酶的功能是由于它之所以具有辅酶的功能是由于TPP TPP 结构中噻唑环结构中噻唑环C C - 2 - 2 上的氢十分

5、活泼，易释放上的氢十分活泼，易释放H+H+形成具有催化功能的形成具有催化功能的得亲核基团得亲核基团TPPTPP碳负离子。碳负离子。TPPTPP碳负离子可作为亲碳负离子可作为亲核试剂攻击底物的缺电子中心，与底物形成共价中间核试剂攻击底物的缺电子中心，与底物形成共价中间复合物，促进底物的化学反应。复合物，促进底物的化学反应。丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A： 丙酮酸在有氧状态下，进入线粒体中，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA进入三羧酸循环，进而氧化生成CO2和H2O，同时NADH+H+等可经呼吸链传递，伴随氧化磷酸化过程生成H2O和ATP。 催化氧化脱羧的酶是丙酮酸脱氢酶系(pyruvate dehydr

6、ogenase system)，此多酶复合体由丙酮酸脱氢酶（E1），二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）按一定比例组成，其组合比例随生物生物的不同而不同。参与反应的辅酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD+、NAD+及CoA。 其中硫辛酸是带有二硫键的八碳羧酸，通过转乙酰酶的赖氨酸-氨基相连，形成与酶结合的硫辛酰胺而成为酶的柔性长臂，可将乙酰基从酶复合体的一个活性部位转到另一个活性部位。 三羧酸循环中糖和脂肪代谢产物- 酮戊二酸脱羧为琥珀酰辅酶A：- 酮戊二酸的氧化脱羧反应与丙酮酸相似 , 只是前者生成琥珀酰辅酶A作为转酮酸激酶的辅酶: 在磷酸戊糖循环中 , 焦磷酸硫

7、胺素是转酮反应的辅酶1从缺乏维生素B1 的动物上取得红血球 , 经过研究表明积累戊糖的这一循环受到了损伤,核酸合成中的戊糖以及脂肪酸合成中的NADPH都靠这个循环来提供 ,如果脂肪酸合成受阻 , 会影响神经细胞膜的完整性 , 从而影响运动员的运动能力维生素B1的缺乏会造成什么影响？神经系统神经系统肌肉工作能力肌肉工作能力大脑功能大脑功能心脏功能心脏功能消化系统消化系统对神经系统的影响：对神经系统的影响：影响糖类代谢影响脂类代谢不能维持髓鞘的完整性,导致神经系统病变发生多发性神经炎导致胆固醇合成障碍机制机制:症状：神经系统反应( 干性脚气病) , 包括易疲劳、烦躁、神经炎、神经痛.脂质和胆固醇都

8、是是细胞膜的主要成分之一, 其合成障碍会影响神经细胞膜的完整性对肌肉工作能力的影响：对肌肉工作能力的影响：使丙酮酸氧化脱羧作用发生障碍机制：机制：三羧酸循环受阻糖的有氧氧化不能正常进行体内丙酮酸、乳酸堆积, 使运动员体内pH 值下降,关键酶6 - 磷酸果糖激酶活性降低, 糖酵解功能发生障碍使糖的无氧代谢和有氧代谢供能系统都遭到破坏症状：丙酮酸、乳酸堆积会使运动员易产生疲劳, 并且出现健忘、不安、易怒或抑郁的精神症状。四肢肌肉痉挛, 逐渐恶化, 以至腿脚僵直, 行动困难, 出现有如“戴脚镣”的特异步态对大脑功能的影响：对大脑功能的影响： 葡萄糖是脑的重要能源物质, 维生素B1 缺乏将会引起大脑组

9、织中糖的分解代谢速率减慢, 大脑能量供应受阻,对其正常功能产生不利影响.对心脏功能的影响：对心脏功能的影响： 维生素B1 与心脏功能的关系也十分密切. 实验表明, 短期缺乏维生素B1 的动物, 其心肌的紧张力和弹性大为降低, 心率失常, 补充维生素B1 后尚可恢复. 但如果长期缺乏维生素B1 , 心脏损害严重, 最终可导致死亡1 当人的膳食中缺乏维生素B1 时, 常会感到胸部胀懑、气短、血压低、心跳加快、脉搏缓慢1X射线透视可见心脏肥大, 并常伴有小腿浮肿, 渐及全身, 还可发展为心力衰竭。对消化系统的影响：对消化系统的影响： 焦磷酸硫胺素能促进重要的神经介质乙酰胆碱的合成, 抑制胆碱酯酶对乙

10、酰胆碱分解, 缺乏维生素B1 时, 乙酰胆碱合成减少, 同时由于胆碱酯酶活性的增强, 乙酰胆碱的分解加速, 神经传导不良, 直接影响到消化系统的功能, 如胃肠蠕动变慢, 食物通过胃肠的时间延缓, 消化酶分泌减少, 消化机能减弱, 引起食欲不振, 消化不良, 便秘等消化系统症状.体内分布：体内分布： 正常成年人体内维生素B1的含量约2530mg，其中约50在肌肉中。心脏、肝脏、肾脏和脑组织中含量亦较高。 维生素B1的生物半衰期为918天，如果膳食中缺乏维生素B1，在12周后人体组织中的维生素B1含量就会降低，因此，为保证维持组织中的正常含量，需要定期供给。来 源 维生素B1 广泛存在于天然食物中，如粮谷类、豆类、干果、酵母、硬壳果类，尤其在粮谷类的表皮部分含量更高，故碾磨精度不宜过度。动物内脏、蛋类及绿叶菜中含量也较高，芹菜叶、莴笋叶中含量也较丰富，应当充分利用。土豆中虽含量不高，但以土豆为主食的地区，也是维生素B1的主要来源。维生素B1