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视黄醛

视黄醛也称维生素A醛,分子式:C20H28O,是视黄醇氧化后的衍生物。它是由β-胡萝卜素发生氧化断裂生成的。还原得到视黄醇,氧化得到视黄酸。视黄醛是视紫红质的辅基。视觉细胞内11-顺式视黄醛与视蛋白组成视色素,11-顺式视黄醛吸收光后异构为全反式视黄醛,使视紫红质构象发生变化,启动了对大脑的神经脉冲,从而形成视觉。视紫红质在分解和再合成过程中,有一部分视黄醛被消耗,主要靠血液中的维生素A补充

维生素A是属于萜类化合物,根据它所含异戊二烯的单位数它又属二萜,分子式为C(20)H(32),它的性质与官能团有关,因为含碳甲基(C-CH3)、偕二甲基(C-(CH3)2)和异戊二烯基,即含双键、共轭双键、羟基、活泼氢等,所以可以发生氧化反应、加成反应等。所以在紫外线照射下失去活性,在空气中被氧化,无旋光异构,mP62~64度,来源于鱼肝油。

黄醛英文:retinaldehyde。亦称视黄醛1、维生素A醛,但统称视黄醛。除全顺式化合物外,有5种异构体,其中重要的是11-顺式,维生素A是变成这种形式与视蛋白结合。在网膜中这种11-顺式-视黄醛是由全反式视黄醛或11-顺式视黄醇(新维生素Ab)经酶反应生成的 。视网膜感觉细胞中所含的视色素。食物中的维生素A和胡萝卜素经肠道吸收在体内可转变为视黄醛。视杆和视锥细胞中都含有视黄醛,不过由于与其结合的蛋白质结构不同,对光刺激的反应才有不同。视杆细胞在静息时视黄醛以11顺视黄醛形式存在。光照可使11顺视黄醛转变为全反型视黄醛,引起视紫红质分解,产生视觉。

醛改变溶液的酸碱度,但对视黄醛的吸收光谱没有影响。然而视紫红质光漂白过程的中间产物,在碱性环境下是淡黄色(吸收峰值在385nm左右),在酸性环境下为深黄色(吸收峰值在440nm左右)。即视色素在漂白过程中的中间产物的颜色随酸碱度的不同而不同,是由于视黄醛与视蛋白结合在一起而引起的。

视蛋白(相当于酸)具有分辨视黄醛的立体异构体(相当于基质)的特异性,即视蛋白只能在11、顺型以及9一顺型的视黄醛结合,而不和视黄醛别的立体异构体相结合。视色素只要保持在黑暗状态下则一直是稳定的,吸收光后才分解成全反视黄醛(相当于产物)与视蛋白(相当于酶)。实验事实表明,视蛋白与视黄醛相结合而生成视色素时,视蛋白的高级结构发生了变化。例如有人观察到视紫红质再生时,在234nm处的吸收率加大,这种光谱上的变化,可能表示视蛋白的高级结构发生了变化。故各种视色素的吸收光谱不同,可能是由于视蛋白的不同以及生色团与视蛋白的相互作用不同而引起

综上所述,当11、顺视黄醛和视蛋白结合,各自的立体结构都发生变化,与相应的游离型的视黄醛和视蛋白相比,更不容易受热、pH、药物等因素的影响。

视黄醛在网膜中这种11-顺式-视黄醛是由全反式视黄醛或11-顺式视黄醇(新维生素Ab)经酶反应生成的。视网膜感觉细胞中所含的视色素。视色素是动物界在自然选择的进化过程中,适应特定光环境而产生的一类视觉物质,其化学本质实为一种以生色团为辅基的色素蛋白。组成视色素的生色团和视蛋白随动物种类及视细胞种类的不同而有差异。某些动物还会随发育阶段的不同而发生变化,从而造成视色素在吸收光谱上的差异 。

1.两种生色团,人们仅发现两种生色团,据此将枧色素划分为A1和A2两种视色素系统。

其生色团分别是视黄醛1和视黄醛2。

2.视黄醛1是维生素Al(视黄醇)的醛型;视黄醛2则是维生素^2(去氢维生素A)的醛型。

它们在化学结构上的区别在于分子中的环结构。结构各异的视蛋白 仅靠迄今为止发现的两种生色团是无法解释动物界在吸收光谱上的细赣差异的。不同视蛋白以及生色团与视蛋白的相互作用的不同,是自然界中诸多视色素吸收光谱不同的原因。 实验证明,组成视色素的视蛋白是球蛋白。通过提取视紫红质的氨基酸成分发现。与普通的球蛋白相比。其分子中含较多的非极性残基的氨基酸(如脯氨酸、丙氮酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等)。约占分子中氨基酸的50%。

最早的动物视色素。是视色素系统。但在进化过程中逐渐为AI视色素系统所取代。但是,属于同一视色素系统的不同种属动钧的视色素。其吸收峰却有很大的变化,这显然是由视蛋白的种类和结构不同造成的。如果能够对视蛋白的化学性质、氨基酸组戒和排列顺序有更深刻了解。

就能够进一步弄清视色素演化的规律。不同种属动物的视蛋白的差异主要表现在:

①视色素分子的大小不同。如各种昆虫视色素的分子量在3,000~4,000之间、各种脊椎动物的视色素的分子量为40,000左右。②视蛋白分子中氨基酸含量不同。这种差别的大小与动物种属在系班发生上的位置有密切关系,即进化位置相距越远。氨基酸含量差别越大。如牛、鼠、蛙的视紫红质分子中分别古有l2、13丑17个丝氪酸残基。③视色素提取液不同。如蜜蜂和家蝇等复酲中的视色素可用磷酸埕冲液提取,而其它动物眼中的视色素需用毛地黄皂苷一类去垢剂才能提取出来。④ 视色素的吸收光谱不同。如前所述,生色团同为视黄醛1或视黄醛2的不同种属动物的视色素,在吸收峰上存在明显的差别。以上差异表明,不同种属的动物具有不同种类和结构的视蛋白。现有的资料表明,所有动物的视色素都以视黄醛1或视黄醛2为生色西。无脊椎动物中比较高等的种类(如节肢动物和软体动物头足类)+其视色素都以视黄醛为生色团。脊椎动物中一些较原始种类(如一种在淡水里产卵的^ 目鳗)的视色素以视黄醛2为生色团。

鱼类适应不同的生活环境,其视色素的生色团有两种:几乎所有淡水鱼为视黄醛2,适于吸收波长较长的光线

(520nm左右);海水鱼则为视黄醛1,适于吸收波长较短的光线(500nm左右)。两栖类的视色素的生色团既有视黄醛1,又有视黄醛2。但值得注意的是,蛙的幼体(蝌蚪)的视色素的生色团是视黄醛2,但在发育变态成长为蛙时,则变成视黄醛1。到陆生脊椎动物,其视色素的生色团都是视黄醛1。

视黄醛是眼球发育中重要的信号转导分子,其在脊椎动物的眼球发育中具有多种不同的重要作用。近视是一种发育性疾病,近视眼球巩膜的主动扩张是其伸长的重要机制,而视黄醛可能是调节实验性近视眼球伸长的信使分子,有关视黄醛与实验性近视发生,发展的关系的研究取得一定进展,本研究综述了视黄醛及其核受体,实验性近视眼球的视网膜,脉络膜,巩膜的视黄醛改变以及视黄醛作为传递从视网膜到巩膜的眼球伸长信号的信使分子的研究进展情况。维A酸在皮肤病中的作用非常广泛,但由于局部刺激,一定程度上限制了其临床应用。视黄醛是天然维A酸的中间代谢产物,具有与维A酸相似的生物学活性,而且皮肤对它的耐受性明显优于维A酸。现综述视黄醛在体内及皮肤中的代谢及其生物学活性和在皮肤科中的应用。

虽然戒烟能够大大降低患肺癌的危险,但就戒烟20年而言,他们患这种癌症的危险仍然要比从不吸烟者大两倍。美国专家的研究结果显示,对于这类戒烟者来说,每天服用适量的视黄醛(即维生素A视黄醇和视黄酸的衍生物)即可进一步有效减少患肺癌的可能。有关研究报告日前发表在《美国癌症研究院院刊》上。得克萨斯大学M.D. Anderson癌症研究中心的Jonathan M. Kurie医学博士等在该项研究中比较了两种不同的视黄醛对226例已戒烟者肺组织中视黄酸beta受体(RAR beta)的影响,这种受体的减少通常被认为是发生前癌性肿瘤的先兆,实验开始时大约有60%的自愿者RAR beta受体数减少。经过服用视黄醛9-cisRA三个月后(每天两次),发现该组自愿者的RAR beta受体数得到了显著的增加,但服用另一种视黄醛的人却与无效对照组的没有明显差异。此外专家们还认为,视黄醛的这类效应对于那些正在吸烟的人可能会有所不同。

视黄醛2的环比视黄醛的p一紫罗蓝酮环少两个氢原子,从而多了一个双键。因此。环上1位碳原子上的甲基与侧链8位碳原子上的氢原子之间发生立体障碍,造成环内双键与侧链双键不在同一平面上 这样一来,视黄醛2的捎光度兢比视黄醛1低,从而造成二者在吸收光谱上的差异。一般A1视色素的最大吸收峰波长要比A2视色素的吸收峰更向蓝移,脊椎动物的视色素分属于A1、A2两个视色素系统。绝大多数脊椎动物视杆细胞外段中的视色素,都是视黄醛1为生色团的,称为视紫红质,吸收峰渡在500nm 处。淡水鱼和两栖类视杆细胞外段中,含有以视黄醛2,为生色团的视色素。称幌紫质,吸收峰渡长在520nm处。某些淡水鱼的规杆细胞外段中。则同时含有上述两类视色素。是两者的混合榜。鸟类的视锥细胞外段中的视色素,主要以视黄醛1为生色团,称视紫蓝质,吸收峰波长在560nm 处。

另外。在某些动物(如蝌蚪)的槐锥细胞外段中古有税蓝质,吸收峰在620nm处,是一类主要 视黄醛2为生色团的视色素由于无脊椎动物视色素的提取较为困难,有关研究主要集中在孰体动物头足类和节肢动物上。从现有材料看,无脊椎动物视色素的生色团都是视黄醛2,属A1槐色素系统。从头足类动物的梗网膜中其分离出一种视色素,即视紫红质,吸收峰波长在475~500ran之间。 甲壳类动物眼中一般含有两种视色素,即视紫红质和视紫蓝质,昆虫类动物复眼中一般都古有二种以视黄醛1为生色团的视色素,其中一种的吸收峰波长约为500nm;另一种的吸收峰在紫丹光范围,波长约为365nm。


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