维生素及辅酶类药物概要课件.ppt

1、28 维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物28.1 维生素及辅酶维生素及辅酶一、维生素的基本概念一、维生素的基本概念 维生素维生素是生物体内一类量微量微、化学结构各异结构各异，具有特殊功能的小分子有机化合物小分子有机化合物，它们大多需从外界大多需从外界摄取。摄取。维生素特点：维生素特点：（1）维生素是天然食物天然食物中的一种成分，而是一种活活性物质性物质，对机体代谢起调节和整合调节和整合作用。（2）维生素需求量很小。（毫克级）（3）由于大多数大多数维生素在体内不能合成体内不能合成，要从外界摄取。（4）绝大多数维生素是通过辅酶或辅基辅酶或辅基的形式参与体内酶促反应体系，在代谢中起调节作用，少数维

2、生素还具有一些特殊的生理功能特殊的生理功能。（5）人体内维生素缺乏缺乏时，会发生“维生素缺乏症”。人体每日需要量是一定的一定的，使用不当，反而会导致疾病。维生素可分为脂溶性脂溶性和水溶性水溶性两大类。脂溶性：脂溶性：维生素A、D、E、K、Q和硫辛酸和硫辛酸等。水溶性：水溶性：维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、泛酸、叶酸、烟酸、泛酸、叶酸、生物素和维生素生物素和维生素C等等二、维生素与辅酶、辅基的关系二、维生素与辅酶、辅基的关系 大部分维生素本身就是辅酶、辅基辅酶、辅基，或者是辅酶、或者是辅酶、辅基的组成部分辅基的组成部分，在机体的代谢中起着十分重要的作用。28.2 维生素及辅酶类药物的一般

3、生产方法维生素及辅酶类药物的一般生产方法 维生素及辅酶类药物在工业上工业上大多数是通过化学化学合成法合成法获得的，近年来发展起来的微生物发酵法微生物发酵法代表着维生素生产的今后发展方向发展方向。从生物材料中直接提取的不多不多。（1）化学合成法）化学合成法 近代的化学合成，常与酶促合成酶促合成、酶拆分酶拆分等结合在一起，以改进工艺条件，提高收率和经济效益。（2）发酵法）发酵法（3）生物提取法）生物提取法28.3 重要维生素及辅酶类药物重要维生素及辅酶类药物 一、维生素及辅酶类药物的概述一、维生素及辅酶类药物的概述 生物化学的发展证明了维生素缺乏的临床表现是由于多种代谢功能的失调代谢功能的失调，大

4、多数维生素是许多生化反应过程中酶的辅酶和辅基；辅酶和辅基；有的维生素则在体内转转变为激素变为激素。二、重要的维生素及辅酶类药物二、重要的维生素及辅酶类药物（一）维生素（一）维生素Bl（vitamin B1）1、组成（结构）、性质、组成（结构）、性质维生素维生素B1又称硫胺素硫胺素（Thiamine）。临床上使用的维生素B1是人工合成的硫胺素盐酸盐。硫胺素盐酸盐。维生素维生素B1具有维持正常糖代谢及神经传导的功能维持正常糖代谢及神经传导的功能，在临床上主要用于治疗脚气病治疗脚气病。硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）缩写硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）缩写TPP或或ThPP 羟乙基2、生产工艺、生产工艺（1）合成生

5、产）合成生产（见书）（见书）（2）生物合成）生物合成 根据专利报道，适宜为此目的来生产可采用的发酵的微生物为酵母属（Saccharo myees）S.Cerisiae Honsen DRM 159与S.Uvarum Beijerin ck（Syn.Sacch.carishergnsis Hansen）DBM 189等菌。培养基培养基 碳源碳源：葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等，或该类糖的糖蜜该类糖的糖蜜，麦芽膏（malt extract），水果浆、淀粉糖浆和纤维素水解液等。氮源：氮源：液氨或铵盐（硫酸铵，磷酸铵）等。无机盐：无机盐：磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁和氯化铁或氯化钠 等无机化合物存在。生物素生

6、物素（biotin）：即维生素H和泛酸等可作为它们 的有机生长因子 （麦芽膏、酵母膏或玉米浆麦芽膏、酵母膏或玉米浆等天然培养基则其中已含有这类生长因子。）过滤 硝酸银沉淀 发酵液 过滤 液 离子交换柱 解吸液 盐酸分解 成品 （二）维生素（二）维生素B2（vitamin B2）1、组成（结构）、性质、组成（结构）、性质 维生素维生素B2又称核黄素（核黄素（Riboflavin），是两性化两性化合物合物，极微溶于水，几乎不溶于乙醇和氯仿，不溶极微溶于水，几乎不溶于乙醇和氯仿，不溶于丙酮、乙醚于丙酮、乙醚。在中性与酸性溶液中稳定，但在碱在中性与酸性溶液中稳定，但在碱性溶液中易分解。性溶液中易分解。

7、异咯嗪部分异咯嗪部分戊糖基戊糖基 维生素B2是构成黄素腺嘌呤单核核苷酸FMN和黄素腺嘌呤二核苷酸FAD重要成分。是氧化还原酶的电子受体。过量无害，量少引起口角炎和皮炎等。维生素B2大量存在于青菜、黄豆、动物肝脏、肾、心、乳中，但含量都低，不宜用提取法生产。2 2、生产工艺、生产工艺（1）菌种 菌种很多，主要是棉病囊霉和阿氏假囊酵母（2）维生素维生素B2的发酵：的发酵：培养基的配制培养基的配制 米糠油4%，玉米浆1.5%，骨胶1.8，鱼粉1.5，KH2PO4 0.1，NaC1 0.2，CaC12 0.1，（NH4）2SO4 0.02%。维生素维生素B2发酵发酵35-40h 保存菌种用的培养基：葡

8、萄糖2%、蛋白胨0.1%、麦芽浸膏5%、琼脂2%、灭菌后用氢氧化钠溶液调PH至6.5（3）维生素维生素B2的提取与结晶的提取与结晶：用稀盐酸水解稀盐酸水解，加黄血盐和硫酸锌，除去蛋白质等黄血盐和硫酸锌，除去蛋白质等杂质杂质，加3-羟基羟基-2-苯甲酸钠与核黄酸形成复盐进行苯甲酸钠与核黄酸形成复盐进行分离精制分离精制。一般提取工艺流程如下：（三）维生素三）维生素C（vitamin c）维生素维生素C又名抗坏血酸抗坏血酸（Ascorbic acid）是细胞氧化氧化-还原反应还原反应中的催化剂，它释放两个氢原子后变成氧化型氧化型维生素C，有供氢体供氢体存在时，脱氢抗坏血酸可以接受两个氢原子变成抗坏血

9、酸，参与机体新陈代谢，增加机体对感染的抵抗力。临床上用于坏血病、和严重肝染性疾病的治疗，并促进创伤、骨折、伤口的愈合。1、组成（结构）与性质、组成（结构）与性质 脱氢 双键 OOHOOHHOH OH 维生素C为白色粉末，无臭、味酸、熔点190192，易溶于水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯易溶于水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯仿及石油醚仿及石油醚等。它是一种还原剂还原剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干燥结晶较稳定。具有右旋光性右旋光性。2、生产工艺、生产工艺 （1）工艺路）工艺路线；两步法线；两步法第一步：发酵山梨醇制备山梨糖第一步：发酵山梨醇制备山梨糖菌种

10、：醋酸杆菌菌种：醋酸杆菌发酵条件：温度发酵条件：温度26-30度，度，PH4.4-6.8；通气量；通气量1.8L/min;0.5%酵母膏作为营养源时，山梨醇浓度为酵母膏作为营养源时，山梨醇浓度为19.8%；氮源必需为有；氮源必需为有机氮；用阳离子交换树脂去除原料中的金属离子，因其影响机氮；用阳离子交换树脂去除原料中的金属离子，因其影响转化。转化。30度时培养度时培养33小时，收率小时，收率97.6%。第二步发酵山梨糖制备2-酮基-L-古洛糖酸 菌种：假单胞杆菌、葡萄糖杆菌属、醋酸杆菌属，单独培养时，一般收率较低，混合培养时收率较高。（四）叶酸（四）叶酸（Folic acid）（合成生产）（合成

11、生产）在体内被还原为四氢叶酸（缩写四氢叶酸（缩写THFA或或THF），是一碳基团转移酶一碳基团转移酶的辅酶。双键解 N5 一碳单位 供给（五）维生素（五）维生素B6（vitamin B6）（合成生产）（合成生产）1、组成（结构），性质、组成（结构），性质 三种维生素都是白色结晶，吡多醇吡多醇易溶于水和乙醇，微溶于脂肪溶剂，对光敏感，对热稳定，但吡多吡多醛和吡多胺醛和吡多胺在高温时迅速破坏。这三种形式都存在于自然界的食物中，但在体内体内则以吡多醛和吡哆胺吡多醛和吡哆胺形成存在，它们是转氨酶和脱羧酶转氨酶和脱羧酶的辅酶辅酶。化学合成生产化学合成生产（六）维生素（六）维生素B12（Cyahocoba

12、lamin）（发酵生产）（发酵生产）1、组成（结构）、性质（转位酶）、组成（结构）、性质（转位酶）（七）维生素（七）维生素A和维生素和维生素A原（原（-胡萝卜素胡萝卜素）1、合成生产维生素、合成生产维生素A2、发酵法生产、发酵法生产：菌丝体内，取其菌丝真空干燥（八）维生素（八）维生素D21、组成（结构）、性质、组成（结构）、性质 维生素D种类很多，均系类固醇衍生物固醇衍生物。溶于大多数有机溶剂，不溶于水，性质稳定。其主要生化作用生化作用是维持钙、无机磷浓度，促进成骨作用。2、生产工艺、生产工艺 （1）工艺路线：）工艺路线：（九）维生素（九）维生素K1、组成（结构）、性质、组成（结构）、性质 维

13、生素K是一类2甲基1，4萘醌的衍生物。其中以天然的维生素K2和K1以及人工合成的K3和K4较为常见。维生素K1呈黄色晶体。K3是与亚硫酸氢钠的化合物，为白色晶体，易吸潮，溶于乙醇，几乎不溶于苯和醚。维生素K4是与二分子乙酸缩合的二乙酰甲萘醌。化学合成法生产化学合成法生产（十）维生素（十）维生素E1、组成（结构），性质、组成（结构），性质 维生素E又称生育酚，多存在于植物组织中，如麦胚油，豆类等含量十分丰富。由于环上的甲基位置和数目不同，有有、生育酚生育酚等，天然的生育酚都是生育酚都是D型型。维生素E为油状油状物物，在无氧条件下，对热稳定。易溶于有机溶剂，不溶于水。维生素维生素E对氧敏感对氧敏感

14、，所以常用来保护比它不易氧化的物质免受氧化，因而具有抗氧化剂具有抗氧化剂的作用。临床上用于治疗习惯性流产和女性不育症。是优良的抗氧剂和抗衰老剂抗氧剂和抗衰老剂。（十一）辅酶（十一）辅酶I（脱氢酶的辅酶）（脱氢酶的辅酶）CoI是具有较强吸湿性的白色粉末，易溶于水或生理是具有较强吸湿性的白色粉末，易溶于水或生理盐水，不溶于丙酮等有机溶剂，为两性分子，等电盐水，不溶于丙酮等有机溶剂，为两性分子，等电点点pH3，在干燥状态和低温下稳定。，在干燥状态和低温下稳定。在生物氧化氧化过程中作为氢的受体或供体氢的受体或供体，起传递氢的作用，可加强体内物质的氧化并供给能量供给能量。为两性分子两性分子，等电点等电点

15、pH3。广泛存在于动植物中，如酵母酵母、谷类、豆类、动物的肝脏、肉类等。（十二）辅酶（十二）辅酶Q 1、组成（结构）、性质、组成（结构）、性质 自然界存在的辅酶辅酶Q（CoQ），不同生物来源的CoQ侧链的n值为610，人体辅酶辅酶Q的的n10，即为CoQ10，不同一般。辅酶Q10又称为泛醌Q10，为黄色或淡橙黄色、无臭、无味结晶性粉末，易溶于氯仿、苯、四氯化碳，溶于丙酮、乙醚、石油醚；微溶于乙醇，实际上不溶于水和甲醇。定，熔点49。2、生产工艺、生产工艺（1）技术路线（以猪心为原料）技术路线（以猪心为原料）皂化想法有趣：皂化脂背景皂化想法有趣：皂化脂背景（十三）辅酶（十三）辅酶A 1、组成（结构）、性质、组成（结构）、性质 具有典型的硫醇味硫醇味，易溶于水易溶于水，不溶于丙酮、乙丙酮、乙醚和乙醇醚和乙醇中，是一种强酸强酸。OOHOOHHOH OHn