维生素与辅酶
维生素(vitamins)是动物维持正常功能所必需的一类有机化合物，需要量极小，但动物本身不能合成或合成量不足，必须从消化道中获得。各种维生素在化学结构上并无共同性，有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环和甾类化合物等。
目前已知为人体所必需的维生素有 14 种，根据溶解度不同分脂溶性维生素和水溶性维生素两类。脂溶性维生素有维生素 A、维生素 D、维生素 E、维生素 K；水溶性维生素有硫胺素（B1）、核黄素（B2）、尼克酸（B3）、泛酸（B5）、吡哆醇（B6）、生物素（B7）、叶酸（B9）、钴胺素（B12）、硫辛酸和维生素 C。
简表
李臭奥在此放一个更简单的表：
| 溶解性 | 名称 | 对应辅酶形式 | 参与催化反应 | 结构和机理 | 来源 | 缺乏症 |
| 水溶性维生素 | 维生素B1
硫胺素 |
硫胺素焦磷酸(TPP) | α-酮酸氧化脱羧
PPP转酮 胆碱酯酶的抑制 |
噻唑
碳负离子 |
肉、绿菜、谷物 | 脚气病 |
| 维生素B2
核黄素 |
FMN、FAD | 氧化还原 | 7, 8-二甲基异咯嗪
N1和N5加氢和脱氢 |
乳、肉、绿菜、谷物 | 口角炎、舌炎、阴囊炎、皮疹、角膜血管增生和巩膜充血；小孩发育迟缓 | |
| 维生素PP
维生素B3 烟酸/烟酰胺 |
辅酶Ⅰ/Ⅱ | 细菌ligase
组蛋白去乙酰化酶 ADP-核糖基转移酶 |
吡啶的加氢和脱氢 | Trp; 食物 | 癞皮病 | |
| 维生素B6
吡哆醇/醛/胺 |
磷酸吡哆醛(PLP)
磷酸吡哆胺 |
氨基酸的转氨、消旋、脱羧
Cys脱巯基、糖原磷酸解 |
吡哆衍生物 | 各种动植物
肠道细菌 |
人类未发现
动物皮炎 | |
| 维生素B9
叶酸 |
FH4/THF | 一碳单位转移 | 蝶酸-Glu | 绿叶、肠道细菌 | 巨幼红细胞贫血 | |
| 维生素H/B7
生物素 |
生物胞素 | 羧化酶的辅基(固定CO2) | 戊酸噻吩-尿素
和Lys残基形成生物胞素 亲和素结合 |
动植物、肠道细菌 | 鳞状皮炎、精神犹豫、脱发、无食欲 | |
| 维生素B12
钴胺素 |
甲基钴胺素(CH3-B12)、5'-脱氧腺苷钴胺素(5'-dA-B12) | CH3-B12：转甲基反应和叶酸代谢
5-dA-B12：变位酶的辅酶 |
最复杂的小分子辅因子
Co1/2/3+六配位的咕啉衍生物 C-Co键引发自由基 |
动物食品，尤其肝脏
需内因子(IF) |
恶性贫血、神经系统受损 | |
| 维生素C | (-) | 抗氧化
羟化酶的辅酶 |
L-羟基酸
内酯，可被脱氢 |
除灵长类、豚鼠和蝙蝠，其GULO失活) | 坏血病 | |
| 脂溶性维生素 | 维生素A | 视黄醛 视黄醇 视黄酸(维甲酸)
A1: 视黄醇 A2: 3-脱氢视黄醇 |
激素
磷酸视黄醇参与糖蛋白和黏多糖合成，维持上皮健康 视蛋白的辅基 抗氧化 |
光引发的双键顺反异构 | 动物性食品
β-胡萝卜素 |
夜盲症
干眼病 |
| 维生素D | 1,25-二羟基Vit D | 激素
促进小肠上皮对Ca和P的吸收、血液Ca和P的稳定和骨、齿的钙化 |
Vit D3/胆钙化醇
Vit D2/钙化醇 |
皮肤胆固醇脱氢
动物食品 真菌 |
佝偻病 | |
| 维生素E | 生育酚α/β/γ/δ
(α活性最强) |
抗氧化剂，防止脂质过氧化
抑制PKC，激活PP2A 参与电子向CoQ传递 |
苯骈二氢吡喃衍生物
自由基链终止 |
植物油 | 未发现 | |
| 维生素K | (-) | 参与Vit K依赖的羧化反应：Glu的γ-羧基化修饰
参与生物氧化 抗氧化，抑制铁死亡 |
2-甲基-1,4-萘醌衍生物 | 绿叶：Vit K1
肠道细菌：Vit K2 |
凝血障碍 |
脂溶性维生素
脂溶性维生素（fat-soluble vitamins）A、D、E、K 均是异戊二烯或异戊烯的衍生物。它们不溶于水，而溶于脂肪及有机溶剂中，均可在肝、脂肪等组织中贮存，因此只有长期摄入不足才会发生相应的缺乏症。食物中的脂溶性维生素通常与脂质共存，必须和脂类一起吸收，因此影响脂类消化吸收的因素（如胆汁酸缺乏）均可造成脂溶性维生素吸收减少，甚至引起缺乏症。
| 维生素 | 别名 | 结构 | 化学本质 | 来源 | 功能 | 机理 | 缺乏症 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VitA | 抗干眼病维生素，视黄醇 |  |
类异戊二烯，由β-胡萝卜素合成而来 | ① 主要来自动物性食物(人体不可合成)，其中肝脏(特别是鱼的肝脏)、乳制品和蛋黄中含量较多
② 植物不含VA，但含有β-胡萝卜素，以小肠黏膜处经β-胡萝卜素双加氧酶作用下，可生成 2分子视黄醇。但β-胡萝卜素在体内利用率较低 |
① 构成与暗视觉相关的感觉物质成分
② 具有脂溶性激素的特性 ③ 维持上皮细胞的完整性 ④ 促进生长发育和维持生殖功能 ⑤ 促进免疫功能 ⑥ 抗氧化和抗癌作用 ⑦ 参与铁的转动 ⑧视黄醛构成视网膜的感光物质，作为视蛋白的辅基 |
②与胞内受体结合，启动某些基因的表达，调节细胞生长分化，抑制角蛋白的合成
③参与糖蛋白和黏多糖的合成，对上皮细胞膜起稳定作用 ④参与类固醇激素的合成，促进生长发育 ⑤VA与核受体结合后对基因表达的调节可促进B细胞产生抗体、T细胞分泌淋巴因子 ⑥VA和β-胡萝卜素都具有氧化作用，能清除自由基 ⑦VA控制转铁蛋白的合成，从而控制铁从肝细胞转动至其他细胞 |
夜盲症、VitA缺乏症、干眼症 |
| VitD | 抗佝偻病维生素 |  |
类固醇衍生物
有两种形式:VD2(麦角钙化醇)和VD3(胆钙化醇) |
① 动物性食物，植物性食物基本不含VD
② 酵母和植物油中含有能被人体吸收的麦角固醇，经紫外线照射后能转变为VD2 ③ 人体内的胆固醇可转变成7-脱氢胆固醇，在皮下经紫外线照射后转化为VD3 |
①提高机体对钙、磷的吸收，使血浆钙和血浆磷的水平达到饱和程度。
②促进生长和骨骼钙化，促进牙齿健全； ③通过肠壁增加磷的吸收，并通过肾小管增加磷的再吸收； ④维持血液中柠檬酸盐的正常水平； ⑤防止氨基酸通过肾脏损失。 |
①1,25-(OH)2-VitD3与胞内受体(VDR)结合，受体入核，启动下游转录。
②维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白(CaBP)，增加动物肠粘膜对钙离子的通透性，促进钙在肠内的吸收。 |
佝偻病（儿童）、VitD缺乏症、骨软化症 |
| VitE | 生育酚 |  |
一种酚类物质 | ①豆类、蔬菜、植物油中含量丰富
②人体合成 |
① 促进垂体促性腺激素的分泌，促进精子的生成和活动，增加卵巢功能，卵泡增加，黄体细胞增大并增强孕酮的作用。
② 改善脂质代谢，降低TG（总甘油三酯）与TC（总胆固醇） ③对氧敏感，易被氧化，故可保护其他易被氧化的物质，如不饱和脂肪酸，维生素A和ATP等。减少过氧化脂质的生成，保护机体细胞免受自由基的毒害，充分发挥被保护物质的特定生理功能。 ④稳定细胞膜和细胞内脂类部分，减低红细胞脆性，防止溶血。缺乏时出现溶血性贫血。 ⑤大剂量可促进毛细血管及小血管的增生，改善周围循环。 ⑥调节酶活，如抑制PKC、激活PP2A ⑦参与生物氧化，稳定辅酶Q，协助电子传给辅酶Q |
亲脂性抗氧化剂 | 因VitE含量丰富，不易出现缺乏症. 认为一些贫血与血小板增多症与维生素E缺乏有关。
同时，维生素E缺乏易引起生殖机能障碍（参见作用①），因此维生素E又称生育酚。 |
| VitK | 凝血维生素 |  |
2-甲基 1，4-萘醌衍生物 | VitK1:植物/动物的肝脏
VitK2:人体肠道细菌合成 VitK3:人工合成（临床常用，活性最高） VitK4:人工合成 |
①促进凝血
②增加骨密度 ③光合作用PSⅠ的A1(电子传递) ④抑制铁死亡 ⑤预防糖尿病 |
①参与凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成代谢
②正常骨骼中代谢所需的两种骨基质蛋白质（骨钙素BGP、骨基质蛋白MGP）是维生素K依赖的 |
不易出现缺乏症，缺乏时易出血 |
另：关于VitK为什么没有跟上字母序列的原因：VitK由丹麦化学家亨利克·达姆（Carl Peter Henrik Dam，1895年2月21日-1976年4月18日，为此获1943年诺贝尔生理学或医学奖）于1929年通过雏鸡实验发现饲料缺乏这种物质导致出血症状，1934年证实该现象由未知维生素缺乏引起，并于1935年为其命名。原本他根据英语“凝血”一词的首字母想为其命名VitC，可惜已有抗坏血酸占坑；于是他根据斯堪的纳维亚以及德语中“凝血”一词的首字母命名为VitK。
水溶性维生素
历史上,有多种物质如腺嘌呤(维生素B4), 肌醇(维生素B8)也被并入水溶性维生素的行列, 而今已不被国际所认可与接受, 这里整理被广泛认可的水溶性维生素
| 维生素 | 别名 | 生物活性形式 | 结构 | 化学本质 | 来源 | 功能 | 机理 | 缺乏症 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VitC | 抗坏血酸 |  |
3- 酮基-L- 呋喃古洛糖酸内酯(另有烯醇式)
ps:仅L-抗坏血酸具有生物活性 |
水果蔬菜（如柑橘、柚子、韭菜、猕猴桃。）
（人体不可合成） |
①参与体内如抗氧化反应在内的诸多还原反应
②将三价铁还原为二价铁以促进对铁的吸收 ③作为多种羟化酶的辅酶，参与胶原蛋白后加工、去甲肾上腺素合成、酪氨酸合成等的羟基化 |
自身可被氧化为氧化型维生素C（脱氢维生素C，相当于脱去了烯二醇结构的一个氢原子），起到还原剂的作用。 | 坏血病 | |
| VitB1 | 硫胺素、抗脚气病维生素 | TPP（焦磷酸硫胺素） |  |
含有一个六元嘧啶环和一个五元噻唑环的有机物 | 肉类、绿叶蔬菜、谷物、麦片 | ①参与转酮反应，是磷酸戊糖途径中转酮酶的辅酶
②参与α-酮酸的脱羧，是丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶的辅酶 ③抑制乙酰胆碱酯酶，减慢乙酰胆碱的水解 |
噻唑环上位于S原子与N原子之间的C原子，受周围吸电子基团的影响更容易释放氢形成碳负离子，参与亲核反应 | 外周神经炎、脚气病 |
| VitB2 | 核黄素 | FMN（黄素单核苷酸）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸） |  |
核糖醇与7，8-二甲基异咯嗪组合而成 | 乳制品、肉类、叶绿素菜、谷物、麦片 | 作为各种黄素蛋白的辅基参与生物氧化反应 | 异咯嗪环上的N1以及N5具有可逆的氧化还原特征 | 口角炎、舌炎、阴囊炎、皮疹、角膜血管增生、巩膜充血、婴幼儿生长迟缓 |
| VitB3 | 维生素PP、抗赖皮病维生素、抗癞皮病因子 | NAD+（辅酶Ⅰ）、NADP+（辅酶Ⅱ） |  |
烟酸、烟酰胺 | ①体内色氨酸代谢产生（极少）
②食物： |
①作为辅酶参与生物氧化
②细菌DNA连接酶是依赖还原型辅酶Ⅰ供能的 ③真核细胞内依赖于还原型辅酶Ⅰ的去乙酰化酶 ④催化蛋白质发生ADP-核糖基化的ADP-核糖基转移酶的辅酶 |
同维生素B2，烟酰胺的结构具有可逆的氧化还原特征 | 癞皮病 |
| VitB5 | 泛酸、遍多酸 | 辅酶A（CoA=B5+PPi+巯基乙胺+3'-磷酸AMP） |  |
α,γ-二羟-β,β-二甲基丁酸和β-丙酮酸通过酰胺键缩合而成的酸性物质 | 广泛存在于动植物中 | 生物代谢中脂酰基的载体 | 巯基具有高活性，可以搭载脂酰基 | |
| VitB6 | - | 磷酸吡哆醇、磷酸吡哆醛(PLP)、磷酸吡哆胺 |  |
吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺 | 在动植物中分布广泛（谷物外皮中尤其丰富）, 人体肠道细菌亦可合成 | ①参与某些氨基酸的转氨(某些神经递质的合成)、消旋、脱羧、脱巯基
②糖原的磷酸解（糖原磷酸化酶只利用了PLP的磷酸基团） ③血清素、去甲肾上腺素、鞘磷脂以及血红素（PLP作为ALA合酶的辅酶，促甘氨酸和琥珀酸合成血红素前体ALA，过程中形成希夫碱结构）等物质的合成 ④将左旋多巴脱羧成多巴胺，治疗帕金森 ⑤治疗妊娠等引起的恶心 |
转氨:磷酸吡哆醛先结合一个氨基酸，把氨基转移到自身的醛基上，转变为磷酸吡哆胺，释放出相应的α-酮酸。然后再结合另一个α-酮酸，把氨基转移过去，形成相应的氨基酸，自身又变成磷酸吡哆醛。 | 类似于癞皮病的皮炎?[1] |
| VitB7 | VitH, 生物素, 辅酶R | 生物胞素-由羧基与羧化酶赖氨酸残基的ε-NH2形成酰胺键从而被固定在酶分子上 (该反应由生物素蛋白连接酶催化) |  |
带有戊酸侧链的噻吩与尿素骈合而成 | 动植物种广泛分布, 人体肠道细菌亦可合成 | ①作为多种羧化酶的辅基参与CO2的固定(Rubisco、嘌呤合成中的羧化酶不用)
②组蛋白等蛋白质生物素化修饰 |
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| VitB9 | 叶酸[2] | 5,6,7,8-四氢叶酸(FH4/TFH) |  |
蝶酸和谷氨酸(n=1~6)缩合而成 | 绿叶中大量存在, 人体肠道细菌亦可合成 | 参与体内一碳单位(甲基 亚甲基 甲酰基 甲川基 亚胺甲基等)的转移 | N5N10较为活泼,可连接并转移一碳单位 | 巨幼红细胞贫血 |
| VitB12 | 钴胺素 | 氰钴胺素 脱氧腺苷钴胺素 羟钴胺素 甲基钴胺素 |  |
存在咕啉环的复杂有机物 | 只能由细菌和古菌合成, 但肝脏中储存较多 | 转甲基反应, 叶酸代谢, 变位反应 | 转甲基反应及叶酸代谢: 甲基钴胺素中钴离子与甲基形成共价键
变位反应: 活泼的C-Co键断裂形成自由基 |
恶性贫血 神经系统受损 |
伪维生素
关于那些不再被认可为维生素的伪维生素请看以下页面