维生素与酶的辅助因子的关系

从酶的组成来看，有些酶仅由蛋白质或核糖核酸组成，这种酶称为单成分酶。而有些酶除了蛋白质或核糖核酸以外，还需要有其他非生物大分子成分，这种酶称为双成分酶。蛋白类酶中的纯蛋白质部分称为酶蛋白。核酸类酶中的核糖核酸部分称为酶RNA。其他非生物大分子部分称为酶的辅助因子。

双成分酶需要有辅助因子存在才具有催化功能。单纯的酶蛋白或酶RNA不呈现酶活力，单纯的辅助因子也不呈现酶活力，只有两者结合在一起形成全酶（holoenzyme）才能显示出酶活力。

全酶=酶蛋白（或酶RNA）+辅助因子
辅助因子可以是无机金属离子，也可以是小分子有机化合物。

1 无机辅助因子
无机辅助因子主要是指各种金属离子，尤其是各种二价金属离子。
（1）镁离子 镁离子是多种酶的辅助因子，在酶的催化中起重要作用。例如，各种激酶、柠檬酸裂合酶、异柠檬酸脱氢酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、各种自我剪接的核酸类酶等都需要镁离子作为辅助因子。
（2）锌离子 锌离子是各种金属蛋白酶，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶等的辅助因子，也是铜锌-超氧化物歧化酶（Cu，Zn-SOD）、碳酸酐酶、羧肽酶、醇脱氢酶、胶原酶等的辅助因子。
（3）铁离子 铁离子与卟啉环结合成铁卟啉，是过氧化物酶、过氧化氢酶、色氨酸双加氧酶、细胞色素B等的辅助因子。铁离子也是铁-超氧化物歧化酶（Fe-SOD）、固氮酶、黄嘌呤氧化酶、琥珀酸脱氢酶、脯氨酸羧化酶的辅助因子。
（4）铜离子 铜离子是铜锌-超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶、赖氨酸氧化酶、酪氨酸酶等的辅助因子。
（5）锰离子 锰离子是锰-超氧化物歧化酶（Mn－SOD）、丙酮酸羧化酶、精氨酸酶等的辅助因子。
（6）钙离子 钙离子是α-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等的辅助因子。

2 有机辅助因子
有机辅助因子是指双成分酶中相对分子质量较小的有机化合物。它们在酶催化过程中起着传递电子、原子或基团的作用。
（1）烟酰胺核苷酸（NAD+和NADP+） 烟酰胺是B族维生素的一员，烟酰胺核苷酸是许多脱氢酶的辅助因子，如乳酸脱氢酶、醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶等。起辅助因子作用的烟酰胺核苷酸主要有烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ）。
NAD+和NADP+在脱氢酶的催化过程中参与传递氢（2H++2e）的作用。例如，醇脱氢酶催化伯醇脱氢生成醛，需要NAD+参与氢的传递。
R—CH2CHOH＋NAD+＝R—CHO＋NADH＋H+
NAD+和NADP+属于氧化型， NADH和NADPH属于还原型。其氧化还原作用体现在烟酰胺第4位碳原子上的加氢和脱氢。
（2）黄素核苷酸（FMN和 FAD） 黄素核苷酸为维生素B2（核黄素）的衍生物，是各种黄素酶（氨基酸氧化酶、琥珀酸脱氢酶等）的辅助因子，主要有黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。
在酶的催化过程中，FMN和FAD的主要作用是传递氢。其氧化还原体系主要体现在异咯嗪基团的第1位和第10位N原子的加氢和脱氧。
（3）铁卟啉 铁卟啉是一些氧化酶，如过氧化氢酶、过氧化物酶等的辅助因子。它通过共价键与酶蛋白牢固结合。
（4）硫辛酸（6，8-二硫辛酸） 硫辛酸全称为6，8-二硫辛酸。它在氧化还原酶的催化作用过程中，通过氧化型和还原型的互相转变，起传递氢的作用。此外，硫辛酸在酮酸的氧化脱羧反应中，也作为辅酶起酰基传递作用。
（5）核苷三磷酸（NTP） 核苷三磷酸主要包括腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）、鸟苷三磷酸（GTP）、胞苷三磷酸（CTP）、尿苷三磷酸（UTP）等。它们是磷酸转移酶的辅助因子。
在酶的催化过程中，核苷三磷酸的磷酸基或焦磷酸被转移到底物分子上，同时生成核苷二磷酸（NDP）或核苷酸（NMP）。
（6）鸟苷 鸟苷是含Ⅰ型IVS的自我剪接酶（R－酶）的辅助因子。
（7）辅酶Q 辅酶Q是一些氧化还原酶的辅助因子，于 1955年被发现。辅酶Q是一系列苯醌衍生物。分子中含有的侧链由若干个异戊烯单位组成（n＝6~10），其中短侧链的辅酶Q主要存在于微生物中，而长侧链的辅酶Q则存在于哺乳动物中。
（8）谷胱甘肽（G－SH） 谷胱甘肽是由L-谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，是L-谷氨酰-L-半胱氨酸-甘氨酸的简称。
（9）辅酶A 辅酶A是各种酰基化酶的辅酶，于1948年被发现。辅酶A由一分子腺苷二磷酸、一分子泛酸和一分子巯基乙胺组成。
（10）生物素 生物素是维生素B的一种，又称为维生素H，生物素是羧化酶的辅助因子，在酶催化反应中，起CO2的掺入作用。
（11）硫胺素焦磷酸 硫胺素又称为维生素B1，于1931年被发现。硫胺素焦磷酸（TPP）于1937年被发现，是酮酸脱羧酶的辅助因子。
（12）磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺又称为维生素B6，于1934年被发现，是各种转氨酶的辅助因子。在酶催化氨基酸和酮酸的转氨过程中，维生素B6通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的互相转变，起氨基转移作用。