维生素B12

維生素B12（Vitamin B12）为B族維生素之一，是一类含钴的复杂有机化合物。 其分子结构是以钴离子为中心的咕啉环和5,6-二甲基苯并咪唑为碱基组成的核苷酸。化学式為C63H88O14N14PCo，分子量為1355.37 g/mol。 维生素B12一词有两种不同含义。一是广义上指一组含钴化合物即钴胺素（cobalamins）：氰钴胺（cyanocobalamin，经氰化物提纯而成的人工成品）、羟钴胺（hydroxocobalamin，即维生素B12α）及维生素B12的两种辅酶形式，甲钴胺（methylcobalamin, MeB12）和5-脱氧腺苷钴胺素（5-deoxyadenosylcobalamin），又名腺苷钴胺（adenosylcobalamin, AdoB12）。二是更特定的含义，仅指以上各种形式中的一种即氰钴胺，是B12来自食物和营养补充的主要形式。 伪-B12（Pseudo-B12）指的是在特定生物中发现的类似B12的物质，如市面上的「螺旋藻」營養補充劑等非細菌源，这些物质对人体没有B12的生物活性。 1930年代，美國內科醫生卡斯爾（W.B. Castle）發現在正常人胃部可分離出一種「內因子」，但卻無法在惡性貧血病患的胃分泌物中發現，而這類惡性貧血的患者食用動物的肝臟之後，能改善病情，卡斯爾醫生便假設能預防惡性貧血的「外因子」存在於動物的肝臟當中。1934年，乔治·惠普尔、乔治·迈诺特、威廉·莫菲因为“发现贫血的肝脏治疗法”（"for their discoveries concerning liver therapy in cases of anaemia"）获得诺贝尔生理学或医学奖。1948年-1949年，兩位化學家在美國分離出這個抗貧血的因子，並確定此因子為維生素B12。現時，我們知道人體靠胃的上半部來吸收維生素B12。 1956年，英国生物化学家多萝西·霍奇金（D.C. Hodgkin）利用X射线测出了5-脱氧腺苷钴胺素的分子晶体结构。 最早的维生素B12全合成是由伍德沃德 和阿爾伯特·艾申莫瑟（Albert Eschenmoser） 完成的，至今仍是有机合成的经典之作。由于当时表徵技术（主要是核磁比较落后）的限制，该全合成的真实性曾受到有机化学界的怀疑。 工业上一般采用丙酸杆菌发酵的方式合成维生素B12，此方法不会产生有毒的副产品，较为安全。通过控制发酵环境条件，可以提高产率。 维生素B12是唯一含有主要矿物质的维生素。水溶性。在吸收时需要与钙结合，大部分为小肠所吸收。人体只能利用甲钴胺和腺苷钴胺，其他钴胺素要在细胞中转化为这两种形式才能被人体利用。 維生素B12源於泥土或腸道中的細菌；有些動物（亦包括實行生素食主義而胃腸健康無虞之人類）雖其大腸內各種細菌亦生成維生素B12，其自身卻無法吸收利用。 草食性動物藉由腸胃道內的細菌發酵產生維生素B12；人類的腸道菌雖可發酵產生維生素B12，但因發酵處位於大腸，而只有小腸才能吸收，故人體無法利用這些維生素B12，必須從動物性食品中攝取維生素B12，例如蛋類、奶類、魚類、貝類、肉類等。全素食者可食用標示額外添加維生素B12的食品，或人工合成的維生素B12補充劑，避免維生素B12缺乏造成惡性貧血。 啤酒酵母是否能製造維生素B12有待釐清，但市面上有額外添加維生素B12的啤酒酵母商品。 菇類（如洋菇、盤菌菇、蠔菇等）表面可以檢測到維生素B12，但菇肉本身的維生素B12含量很低，推測菇類的維生素B12不是自行產生，而是附著在菇類表面的細菌所製造。 海藻類（如海帶、紫菜、螺旋藻、藍綠藻等）以及黃豆發酵物食品（如味噌、納豆、天貝、豆瓣醬等）所含有的維生素B12，大多是沒有生物活性的類似物。業者由於檢驗方法的精準度不足，無法區分真正的維生素B12和類似物，而類似物在人體內會干擾正常維生素B12的代謝。 植物性食品含維生素B12的包括仙人掌、全麥、糙米、海藻（尤以綠藻、螺旋藻、紫菜、海帶為甚，惟當中部分屬偽B12）、苜蓿芽、小麥草、米糠、雛菊、香菇、大豆與泡菜，然而長期不攝食上述食品之純素食者則有缺乏的危險；純素食者可由各種發酵豆製品與酵母衍生食物，例如味噌、腐乳、豆豉、無酵母啤酒、未經高溫油炸處理之臭豆腐等含活酵母之食品，由活酵母於食用者腸胃內代謝產生維生素B12，來避免缺乏問題[來源可靠？]。奶蛋素食者較無缺乏問題，其可由奶類、蛋類等動物性食品獲取維生素B12。 一些藥材例如當歸、聚合草亦含維生素B12。 明日葉曾經被認為含有維生素B12，但後續研究指出係因傳統的檢測方法會驗出表面細菌所產生的維生素B12（同上述菇類的原因），最新調查顯示其本身不含維生素B12。 辅酶B12参与的反应主要有两类： 碳上的氢原子与邻位碳上一个基团之间的交换，例如由甲基丙二酰CoA合成琥珀酰CoA的过程。一般认为反应是自由基机理，腺苷钴胺的Co-C键均裂后，AdCH2·夺取底物的氢原子，然后底物环化为环丙烷，再开环，从AdCH3夺去一个氢原子，形成重排产物。 两个分子之间的甲基转移，例如下面提到的由同型半胱氨酸合成甲硫氨酸的反应。先是甲基四氢叶酸的甲基转移到钴胺素上，生成甲钴胺，然后再由甲钴胺对底物硫醇发生甲基化。 在甲硫氨酸循环中，同半胱氨酸（Homocysteine）接受N5-甲基四氫葉酸的甲基转变为甲硫氨酸的反应，需要以维生素B12作为辅酶的N5-甲基四氫葉酸转甲基酶的催化。若体内维生素B12缺乏，甲硫氨酸循环就不能正常进行，後果有三方面：一、甲硫氨酸的合成受阻。二、堆积过多的同半胱氨酸会导致同半胱氨酸尿症（Homocystinuria）的出现。三、四氫葉酸的再生受到很大影响。而四氫葉酸是转运甲基的工具，嘌呤和嘧啶的合成都需要它提供甲基。结果，核酸合成障礙将导致细胞分裂的不正常，症状有巨幼红细胞性贫血（megaloblastic anemia），即恶性贫血。 氰钴胺中与Co+连接的CN基被5-脱氧腺苷取代生成钴胺酰胺辅酶（B12辅酶）。钴胺酰胺辅酶可增加叶酸的利用率，促进糖类、脂肪和蛋白质的代谢。 维生素B12是一个共底物参与甲基化和合成核酸和神经递质，如血清素，多巴胺和去甲肾上腺素的各种细胞反应(6.7)。这是必要的trimonoamine神经递质的合成可增强抗抑郁的功能。细胞内浓度的维生素B12可以通过同型半胱氨酸的总血浆浓度，这可以通过使用5- methyletetrahydrofolate作为甲基供体基团的酶促反应转化为蛋氨酸(8,9)。因此，高半胱氨酸的血浆浓度落入如维生素B12的细胞内浓度上升。需要高半胱氨酸的生产蛋氨酸的，这是参与许多生化过程包括单胺神经递质血清素，去甲肾上腺素和多巴胺的remethylation维生素B12的活性代谢物(7,10)。因此，在维生素B12缺乏可能干扰这些神经递质的产生和功能。 氰钴胺可以口服或肌肉注射。 羟钴胺一般只用于肌肉注射。 甲钴胺主要用于治疗周围神经病变引起的疼痛和麻木，可以通过注射和口服两种方式给药。 从食物中获取：肉、蛋、奶、奶酪、肝脏、營養酵母、發酵食品 每天建议摄取量：2.4 µg/天 促进红血球的形成和再生，预防贫血；主要用于治疗恶性贫血、再生障碍性贫血，亦与叶酸合用用于治疗各种巨幼红细胞性贫血、抗叶酸药引起的贫血及脂肪泻。 维持神经系统的正常功能；用于神经系统疾病，如神经炎、神经萎缩、抑郁症等。 促使注意力集中，增进记忆力与平衡感。 治疗肝脏疾病，如肝炎、肝硬化等。 促进儿童发育，增进食欲。 醫治口內炎。 可致过敏反应，甚至过敏性休克。 可促进恶性肿瘤生长。 維生素B12一經高溫加熱和遇上維生素C就會失效。 Watanabe, F.; Katsura, H.; Takenaka, S.; Fujita, T.; Abe, K.; Tamura, Y.; Nakatsuka, T.; Nakano, Y. 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