钴胺素

钴胺素又称维生素B12，是一类含有钴的咕啉类有机化合物的总称。维生素B12最初是由Minot和Murphy于1926年用肝浸膏治疗恶性贫血时发现的。1948年，美国Merck公司的Folkers和英国Glaxo公司的Smith同时从动物的肝脏浸提物种中分离提取出红色结晶物，并发现该红色结晶物能有效地治疗恶性贫血症，他们把这种红色结晶物命名为钴胺素。后来人们相续在奶粉、浓缩牛肉汁以及多种细菌的培养液中发现了钴胺素。截至目前，人们未在植物中发现钴胺素。

钴胺素是含有钴离子的等八面体化合物，其中心结构是由4个吡咯(Pyrrole)相连接而组成的平面咕啉环(Corrin ring)。钴胺素的分子大体由3部分组成：(1)以4个N原子和中心钴离子相螯合的咕啉环；(2)5,6-二甲基苯并咪唑(5,6-Dimethylbenzmidazole，DMBI)通过N-7原子和钴离子相连作为钴胺素分子的低位(α)配基，此外DMBI还通过磷酸基团和氨丙醇(Aminopropanol)相连，氨丙醇则与吡咯D上的丙酸侧链共价相连；(3)腺苷(Adenosyl group)或甲基(Methyl group)和钴离子相连组成钴胺素分子的上位(β)配基。

钴胺素分子式为 CoC₆₃H₈₈O₁₄N₁₄P，相对分子质量为1355.38，深红色晶体，熔点高（＞320℃），无臭无味，可溶于水、乙醇、乙酸和丙酮，不溶于氯仿和醚类溶剂，钴胺素结构性质相当稳定，在中性溶液中耐热、酸、碱、日光、氧化剂和还原剂。

对于钴胺素的生物合成，人们已经对其进行了较深入研究。钴胺素主要由古生菌和一些真细菌通过以下2种途径进行生物合成：(1)有氧合成路径该合成过程中需要有氧气的参与，主要的微生物有脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas denitrificans)等；(2)厌氧合成途径该合成 过程中不需要有氧气参与，主要的微生物有鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium) 、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii)。

人体自身不能合成钴胺素，必须通过摄食动物源食品如肝脏、瘦肉、鱼、牛奶和蛋黄等获得。食物中的钴胺素通常以蛋白结合态的形式存在，进入人体消化道后，需经过一系列复杂的吸收转运过程才能被有效利用 。钴胺素是一种重要的生物活性物质，广泛应用于医药、食品和畜牧业，可以用来治疗恶性贫血症，同时也是许多微生物和动物的生长因子，在生物催化过程中常常作为重要的辅酶催化分子重排、核苷酸生成脱氧核苷酸、分子间转甲基等反应 。钴胺素还能提高叶酸利用率，维护神经髓鞘的代谢，促进红细胞的发育和成熟，参与脱氧核酸（DNA）的合成，脂肪、碳水化合物及蛋白质的代谢，增加核酸与蛋白质的合成。因此钴胺素的缺乏主要反映在血液及神经系统，会导致恶性贫血、老年痴呆及精神抑郁等疾病，尤其是中老年人更容易因钴胺素的缺乏而增加患病的几率。