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維生素B6(吡哆素)參與的生化過程

2022-01-18由 李老師談生化 發表于 漁業

吡啶什麼意思

維生素B6包括吡哆醇(pyridoxine)、吡哆醛(pyridoxal)和吡哆胺(pyridoxamine)3種形式,所以統稱吡哆素。吡哆素是羥基吡啶衍生物,英文pyridone就是羥基吡啶或吡啶酮的意思。羥基吡啶和吡啶酮是互變異構體。

維生素B6(吡哆素)參與的生化過程

羥基吡啶和吡啶酮的互變異構

吡哆素的三種形式都耐酸怕鹼,但吡哆醇耐熱,吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。所以吡哆醇存在廣泛,維生素B6有時也特指吡哆醇。以前吡哆醇在英文中也稱為pyridoxol,但現在統一使用pyridoxine。

維生素B6(吡哆素)參與的生化過程

吡哆醇的結構模型

吡哆素的活性形式是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛的醛基可以作為底物結合部位,醛基的鄰近羥基和對位氮原子也可以參與催化部位的構成。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是轉氨酶、氨基酸脫羧酶以及某些裂合酶和消旋酶的輔酶,參與多種生物化學反應過程,特別是氨基酸代謝。

維生素B6(吡哆素)參與的生化過程

吡哆素的各種形式

轉氨酶催化的反應屬於典型的乒乓機制。磷酸吡哆醛先結合一個氨基酸,把氨基轉移到自身的醛基上,轉變為磷酸吡哆胺,釋放出相應的α-酮酸。然後再結合另一個α-酮酸,把氨基轉移過去,形成相應的氨基酸,自身又變成磷酸吡哆醛。除轉氨酶外,催化絲氨酸和蘇氨酸脫水脫氨的脫水酶,催化氨基酸脫羧的脫羧酶,也都是以磷酸吡哆醛為輔基的。

分解胱硫醚的胱硫醚酶有β-胱硫醚酶(EC 4。4。1。8)和γ-胱硫醚酶(EC 4。4。1。1。)兩種,都以磷酸吡哆醛為輔酶。β-胱硫醚酶分解胱硫酸為同型半胱氨酸、氨及丙酮酸,用於合成高半胱氨酸及甲硫氨酸。γ-胱硫醚酶催化產物為半胱氨酸、氨及α-酮丁酸,存在於肝臟,用於甲硫氨酸分解及半胱氨酸合成。所以吡哆素雖然不直接參與甲硫氨酸迴圈,但其缺乏也會導致血液中同型半胱氨酸升高。

因為氨基酸脫羧酶需要磷酸吡哆醛作為輔酶,所以缺乏維生素B6可引起5-羥色胺、γ-氨基丁酸等神經遞質的合成減少,造成周圍神經病變。兒茶酚胺類激素的合成需要先由酪氨酸生成多巴,再脫羧形成多巴胺。所以缺乏維生素B6可引起心血管和神經系統問題。卟啉合成的限速酶—ALA合成酶也含磷酸吡哆醛,所以缺乏維生素B6會造成血紅素不足,導致高鐵紅細胞貧血症。此外,肌酸、組胺、多胺和牛磺酸等活性小分子的合成也都需要維生素B6。

催化糖原分解的糖原磷酸化酶催化位點含有磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛與Lys680連線形成席夫鹼,促進α-1,4-糖苷鍵的斷裂。此外,生糖氨基酸要參與糖異生,也要先經過轉氨作用,所以也離不開吡哆素。

脂肪酸轉運進入線粒體是其氧化分解的限速步驟,這一步需要肉鹼作為載體。人體由賴氨酸合成肉鹼的過程中,需要一個羥基三甲基賴氨酸(HTML)醛縮酶,這個酶也需要磷酸吡哆醛。所以脂代謝也需要維生素B6。

維生素B6與其它維生素也有互相作用。比如,人體可以透過色氨酸分解代謝的中間物合成煙酸,缺乏維生素B6會影響色氨酸代謝,所以也會造成煙酸缺乏。因此缺乏維生素B6也會誘發小鼠糙皮病。而磷酸吡哆醛生物合成的限速酶-磷酸吡哆醛合成酶是一個黃素蛋白,所以維生素B6發揮功能也離不開維生素B2。

總之,生物體中的物質和能量代謝是一個整體,需要各種生物分子協同作用,其中也包括維生素B6。維生素B6在肉、蛋、蔬菜、穀類中含量較多。成年男性需要量為 2 mg,婦女 1。6 mg,最大使用量為4-50 mg。長期、過量使用可能造成頭痛,麻木和嗜睡。妊娠反應期服用大劑量維生素B6,有可能導致嬰兒出生後仍需依賴較大量的維生素B6,但正常劑量在懷孕和哺乳期間是安全的。