一类维持机体正常功能所必需的有机化合物。通常从食物中获得。缺少它就会导致维生素缺乏症。维生素分为水溶性维生素和脂溶性维生素。各种维生素在化学结构和性质上并无共同之处，不能成为一族，但是，在代谢功能或生理功能上却自成一类。人类早就认识了维生素缺乏症。例如公元7世纪中国的孙思邈就已知用猪肝治疗夜盲症，用车前子、防风治疗脚气病等。但是，维生素的现代科学研究是在19世纪末20世纪初才开始的。早年对它们的结构还不清楚，习惯用英文字母命名。现在有了以结构、功能为依据的更确切的名称。但习惯名称仍然使用。中国过去还曾以甲、乙、丙、丁称呼维生素。

包括维生素B族和维生素C。B族维生素在化学结构及生理功能上彼此各不相同，但其分布大致相同，都溶于水，提取时常相互混杂。

又称硫胺素（图1）。白色单斜晶体，熔点为246～250℃（分解），微苦，易溶于水，不溶于有机溶剂，在酸性水溶液中很稳定，在碱性水溶液中不稳定，不耐高温，长时间加热易被破坏。

维生素B₁主要来源于酵母、细糠、麦麸、豆类、肝等，除反刍动物外，所有动物均需由食物提供。在动物体内，硫胺素转变为焦磷酸硫胺素（TPP）而发挥生理作用。TPP（图1）是脱羧酶的辅酶。缺乏时，则α-酮酸的脱羧作用受阻，引起代谢紊乱。

图1 硫胺素及其衍生物的结构

又称核黄素（图2）。橙黄色晶体（多晶体型），熔点280～290℃，有强绿色荧光，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，但在碱性溶液中不稳定，特别是在光照下更不稳定，在酸性溶液中稳定。核黄素主要来源于酵母、绿叶蔬菜、麦芽、蛋类、乳类、肝等。

图2 核黄素

在动物体内，核黄素转变成黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。FMN和FAD是维生素B₂的活性形式。它们是黄素酶类的辅基，在生物氧化中起传递氢原子的作用。犬、鸡及大鼠等动物食物中，如缺少维生素B₂，则引起生长不良、脱毛以及神经症状等。

又名泛酸、遍多酸（图3）。溶于水和醋酸，接近中性（pH5～7）时稳定，在酸性或碱性溶液中不稳定，长时间加热时易被破坏。动、植物性食物中均含泛酸。

图3 泛酸结构

泛酸是辅酶A的组成成分。辅酶A是酰化酶类的辅酶，它在糖、脂类以及氨基酸等的代谢中都起重要的作用。动物都需要泛酸，例如大鼠缺乏泛酸时生长发育不良。

亦称维生素PP，包括烟酸（尼克酸）和烟酰胺（尼克酰胺）。其结构如下：

烟酰胺

烟酸

维生素B₅溶于水及酒精，对光、热、碱及空气均稳定。它的主要来源有：肝、鱼、蛋、糙米、大豆、花生以及绿叶蔬菜等。

在动物体内，烟酸可以转变成烟酰胺—腺嘌呤二核苷酸（NAD^＋）和烟酰胺—腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP^＋）。NAD^＋和NADP^＋是脱氢酶类的辅酶，在生物氧化过程中起传递氢的作用。因此，维生素B₅是细胞呼吸作用必需的成分。

又名吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺。维生素B₆通常指吡哆醇。三者的结构如上式。

维生素

吡哆素易溶于水和酒精，在空气及酸性溶液中稳定，但在碱性溶液中不稳定，易被光破坏。吡哆醇耐热，但吡哆醛和吡哆胺不耐高温。在动物体内，吡哆醇与吡哆醛、吡哆胺可以互相转化，并能转化为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。后二者作为转氨酶、脱羧酶、脱氨酶、脱巯基酶等多种酶的辅酶，参与氨基酸的多种代谢反应。猪、犬、鼠等动物缺乏B₆时，产生小红细胞贫血症，还可严重影响神经系统等。维生素B₆主要来自酵母、谷类、种子胚芽、蛋黄、乳类以及肝等。

又名生物素（图4），无色针状晶体，熔点230～233℃（分解），溶于水，在酸性溶液中稳定，但在碱性溶液中较不稳定，干燥时，对热和空气稳定。

图4 生物素结构

生物素作为多种羧化酶的辅酶，在CO₂固定反应中起CO₂载体的作用。动物缺少生物素时，产生皮炎、脱毛和神经系统紊乱等症状。生物素分布于动植物组织中，其中蛋黄、肝、蕃茄、酵母中富含生物素。

由喋啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸组成（图5）。由于所含谷氨酸数目不同，自然界有几种叶酸。最常见的有含1个、3个和7个谷氨酸的三种叶酸。叶酸呈鲜黄色，微溶于水，在水溶液中易被光破坏。

在动物体内，叶酸经过叶酸还原酶和二氢叶酸还原酶的催化还原变成四氢叶酸（THFA）。四氢叶酸作为辅酶，在嘌呤、嘧啶、肌酸、甲硫氨酸、丝氨酸、谷氨酸、肾上腺素以及胆碱等的生物合成反应中，起着传递一碳基团的作用。因而叶酸与核酸及蛋白质的生物合成密切相关。缺少叶酸时，小鸡患营养性贫血，生长不良，猴类患各类血细胞减少症。肝、酵母以及绿叶蔬菜等食品能提供较多的叶酸。肠道细菌亦能合成叶酸。

图5 叶酸结构

又名氰钴胺素，是含钴的多环系化合物（图6）。在B₁₂分子中，与钴相连的CN基能够分别被—OH、-NO₂、5′-脱氧腺苷等基团所取代，故维生素B₁₂有多种形式，但氰钴胺素是最常见的形式。B₁₂为深红色晶体，熔点〉212℃（分解），溶于水和乙醇，在pH4.0～7.0水溶液中能耐高温，但在pH9.0以上加热时，则很快地被破坏。

图6 维生素B₁₂（氰钴胺素）

B₁₂参与一碳基团的代谢，是传递甲基的辅酶。它还参与核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸，以及丙酸转变成琥珀酰-CoA等。其中丙酸转变为琥珀酰-CoA，再进一步转变成糖，是反刍动物体内糖的重要来源。维生素B₁₂缺乏时，出现巨幼红细胞贫血现象和神经系统损伤等。在自然界，只有微生物能合成维生素B₁₂。动物组织中的B₁₂，部分从食物得来，部分是肠道的细菌合成的。

图7 维生素C结构

又称抗坏血酸，有互相转化的氧化型和还原型结构（图7）。为无色或白色晶体，熔点190～192℃（分解），有酸味，溶于水和乙醇，不溶于油类及多数有机溶剂，不耐热，易被光及空气氧化而破坏，在铜器及碱性溶液中不稳定。

抗坏血酸在动物体内有多种作用。例如：促进胶原蛋白及细胞之间粘合物质的生物合成；促进肾上腺皮质激素及四氢叶酸的生物合成；参加生物氧化；作为强还原剂，有抗氧化作用，防止细胞衰老；有增强机体抵抗力和解毒作用等。除人、灵长类及豚鼠外，各种动物都能自己合成抗坏血酸。新鲜蔬菜及水果含维生素C较多。

能溶解于脂肪及脂肪溶剂的维生素。主要有维生素A、D、E、K。

又称视黄醇，包括维生素A₁和A₂。常见的是维生素A₁（图8）。植物所含的多种胡萝卜素（α、β、γ等）是维生素A的前体。许多动物能够将胡萝卜素转化成维生素A。

图8 维生素A₁（视黄醇）结构

维生素A为淡黄柱状晶体，熔点62～64℃（全反），不溶于水，溶于油脂及大多数有机溶剂，对氧、紫外光都不稳定，耐碱，在无氧下耐高温。

在动物体内维生素A能转化成视黄醛。视黄醛是视网膜中视紫红质的重要成分。因此，维生素A是维持正常视觉不可缺少的因素。此外，它还能促进肾上腺皮质类固醇及粘蛋白的生物合成，促进Ca^2＋通过生物膜，促进动物生长，维持上皮组织完整等。维生素A主要来源于鱼肝油、肝、奶油、蛋黄、绿叶及黄色蔬菜等。

又称钙化醇，包括D₂、D₃、D₄及D₅。它们有共同的结构，仅R侧链不同（图9）。最常见的是D₂和D₃。维生素D₂为白色柱状晶体，熔点115～118℃，不溶于水，溶于油脂及脂溶剂，耐热，不易被酸、碱及氧破坏。

图9 维生素D的结构

在动物体内，维生素D诱导钙调蛋白的生物合成，促进小肠对钙、磷的吸收，调节钙磷代谢，促进骨骼钙化，使牙齿和骨骼正常发育。食物中以鱼肝油、蛋黄、乳类含维生素D较多。动物组织中的7-脱氢胆固醇，经过紫外线照射后，可以转变成维生素D₃。

又称生育酚，种类较多，其中重要的有α、β、γ、δ四种。它们有共同的结构（图10），其差异是R₁、R₂、R₃三个基团的不同（表）。四种生育酚都有较高的维生素E活性，其中α-生育酚活性最高。这些生育酚皆来自植物，特别是麦胚油、玉米油以及棉子油中含量较多。α-生育酚为淡黄粘油，不溶于水，极易溶于油脂及多种有机溶剂，对空气、紫外线、铁盐极不稳定，对热、酸、碱较稳定。

图10 生育酚的通式

四种生育酚的结构差异

维生素E有抗不育作用，缺E时，绵羊、火鸡、鼠类、家兔等动物表现不育。维生素E作为抗氧化剂，能保护细胞膜上的不饱和脂肪酸，使其不被氧化成对细胞有毒害作用的过氧化物，故有抗衰老作用。此外，它还与核酸及含硫氨基酸的代谢，维生素C的合成，以及细胞色素C还原酶的功能等有关。

凡具有2-甲基-1，4-萘醌这一基本结构的化合物，或多或少都具有维生素K活性。现有K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆、K₇。其中K₁存在于植物，K₂存在于细菌。人工合成的2-甲基-1，4-萘醌衍生物，亦有强活性。K₁和K₂有共同的基本结构，其差异在于R侧链不同，图11为K₁的结构。

图11 维生素K₁结构

维生素K₁为黄色粘油，熔点-20℃；维生素K₂为黄色晶体，熔点53.5～54.5℃。它们都不溶于水，溶于油脂及多种有机溶剂，耐热，易被光、碱破坏。维生素K能促进肝脏合成凝血酶原，促进凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的生物合成，从而促进血液凝固。在氧化磷酸化反应中，维生素K作为电子受体。