辅酶与辅基汇总

NAD （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和 NADP （烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）是生化反应中 重要的电子和氢传递体，因此它们参与的是氧化还原反应（图4-1-5） 。 ++ NAD 和 NADP 是各种不需氧脱氢酶的辅酶，可以接受底物分子上提供的氢负离子（H: ） +++ 而还原为 NADH 和 NADPH。底物分子脱氢时，一次脱下一对氢（2H +2e-） ，NAD 或 NADP 接受 1 -+ 个 H+和 2 个 e ，另一个 H 游离存在于溶液中。 NADH 在细胞内有两条去路，一是通过呼吸链最终将氢传递给氧生成水，释放能量用于 ATP 的合成；一是作为还原剂为加氢反应（还原反应）提供氢。 NADPH 一般不将氢传递给氧， 通常只作为还原剂为加氢反应提供氢。NADPH 是细胞内重要的还原剂。 辅酶 I 和辅酶 II 是以维生素 PP（烟酸、烟酰胺） 、核糖、磷酸、腺嘌呤为原料合成的。 （二）黄素辅酶：FMN、FAD FMN（黄素单核苷酸）和 FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）是另一类氢和电子的传递体，参 与氧化还原反应（图 4-1-6） 。 FMN、FAD 是黄酶（氧化还原酶）的辅基，参与体内多种氧化还原反应，它可以接受 2 ++- 个氢而还原为 FMNH2或 FADH2。其中 FMN 是呼吸链的重要氢和电子传递体， FAD 主要参与有机 物如脂肪酸等的氧化脱氢。FADH2可将氢通过呼吸链传递至氧生成水，释放能量用于 ATP 的 合成；在某些情况下，也可将氢直接传递给氧而生成过氧化氢（ H2O2） ，H2O2可被过氧化氢酶 催化分解成水和氧气。 黄素辅基是由维生素 B2（核黄素）转化形成的。 （三）辅酶 A：CoA-SH 辅酶 A 是体内传递酰基的载体，为酰基移换酶之辅酶（图4-1-7） 。 辅酶 A 由 3-磷酸-ADP、泛酸、巯基乙胺三部分构成，其中泛酸为维生素，因此辅酶 A 是主要是以维生素泛酸为原料转化合成的。 巯基-SH 是辅酶 A 的活性基团，因此辅酶 A 常写作 CoA-SH。当携带乙酰基时形成 CH3CO-SCoA，称为乙酰辅酶A。当交出乙酰基时又恢复为CoA-SH。辅酶A 在糖代谢、脂质分 解代谢、氨基酸代谢及体内一些重要物质如乙酰胆碱、胆固醇的合成中均起重要作用。 四）氨基酸分解代谢的重要辅酶：磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺是氨基酸代谢中多种酶的辅酶，可以催化多种反 应，常见的有α-氨基酸与α-酮酸的转氨基作用和α-氨基酸的脱羧基作用（图 4-1-8）。 磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺是由维生素B6磷酸化形成的。 （五）羧化酶辅基：生物素 生物素（维生素 H，维生素 B7）是各种羧化酶的辅基，在 ATP 作用下可与 CO2结合形成 N-羧基生物素，N-羧基生物素可将羧基转移给有机分子而发生羧化（图4-1-9） 。 生物素是 B 族维生素中唯一不需变化就可直接作为酶蛋白辅基的维生素。 + （六）脱羧酶辅酶：焦磷酸硫胺素TPP + 焦磷酸硫胺素 TPP 是涉及糖代谢中羰基碳（醛、酮）合成与裂解反应的辅酶，特别是α -酮酸的脱羧基作用，焦磷酸硫胺素通过N=C 活性部位的碳原子与α-碳原子（羰基碳原子） 结合而促使羧基裂解释放二氧化碳（图4-1-10） 。 焦磷酸硫胺素是由维生素B1（硫胺素）磷酸化形成。 （七）一碳单位转移酶辅酶：四氢叶酸FH4 FH4由叶酸经二氢叶酸还原酶两次还原形成，叶酸是 B 族维生素，由于广泛存在于绿叶 中而得名（图 4-1-11） 。 四氢叶酸是体内氧化态碳原子的重要受体和供体（CO 2 除外），3 种不同 氧化态的一碳单位（表 4-1-1）可以连接到四氢叶酸的 N5或 N10上。嘌呤和胸腺 嘧啶的合成需要一碳单位为原料，因此 FH 4 的一个重要作用就是传递一碳单位合 成嘌呤和胸腺嘧啶。 表 4-1-1由四氢叶酸携带的一碳单位中碳的氧化态 氧化数目氧化水平一碳单位形式四氢叶酸形式 4 -2甲醇（最还原的）-CH3N-甲基-FH4 510 0甲醛-CH2-N ，N -亚甲基-FH4 4 2甲醇（最氧化的）-CH=ON-甲酰基-FH4 10 -CH=ON -甲酰基-FH4 4 -CH=NHN -亚胺甲基-FH4 510 -CH=N ，N -次甲基-FH4 二氢叶酸还原酶是将叶酸加氢还原为四氢叶酸的酶，因此如果该酶被抑制，DNA 和 RNA 的合成将受阻， 临床上用氨甲蝶呤及其类似物作为竞争性抑制剂来抑制二氢叶酸还原酶， 以 阻断肿瘤的生长，但这些药物并非是肿瘤的特效药物，它们同样对正常细胞具有抑制作用， 因此它们对正常细胞是有毒性。 由于叶酸与核酸的合成有关，当叶酸缺乏时， DNA 合成受阻骨髓幼红细胞中DNA 合成减 少，细胞分裂速度降低，细胞体积继续增长，细胞核内染色质疏松，形成巨幼红细胞。由于 幼红细胞不具有携带运送氧气的功能， 因此，病人体内成熟红细胞减少而导致贫血， 称为巨 幼红细胞贫血。治疗方法是给予病人叶酸和维生素B12。 （八）转酰基酶辅基：硫辛酸（图4-1-13） 硫辛酸存在于α-酮酸脱氢酶复合体中， 该酶复合体由三种酶复合而成： α-酮酸脱氢酶、 二氢硫辛酸转酰基酶和二氢硫辛酸脱氢酶。 其中二氢硫辛酸转酰基酶促使酰基转移给辅酶A 生成酰基辅酶 A。图 4-1-14 显示α-酮丙酸（丙酮酸）的乙酰基转移过程。 （九）转甲基酶辅酶：甲基B12 甲基 B12是有维生素 B12转化形成，维生素 B12是体内唯一含有金属元素钴的维生素，又 称钴胺素。 甲基 B12是甲基转移酶（蛋氨酸即甲硫氨酸合成酶）的辅酶，它参与图 4-1-12 所示的反 应，生成S-腺苷蛋氨酸（S-腺苷甲硫氨酸） ，S-腺苷甲硫氨酸是体内重要的甲基供体，参与 大约 50 多种物质的甲基化反应， 包括 DNA 和 RNA 的甲基化。由图 4-1-12 可以看出，S-腺苷 4 甲硫氨酸的甲基是由 N -甲基-FH4提供的，因此，N4-甲基-FH4可以看成是体内甲基的间接供 体。 维生素 B12缺乏时，S-腺苷甲硫氨酸的甲基供体体不能合成，影响体内甲基化反应；同 5 时，甲硫氨酸合成酶由于缺乏辅酶而导致 N -甲基-FH4的甲基无法转移，致使四氢叶酸的再 生减少，不能有效地转运一碳单位，影响嘌呤、嘧啶的合成，最终导致核酸合成障碍，影响 细胞分裂。因此 B12的缺乏同样会导致巨幼红细胞贫血。