維生素B12，簡(jiǎn)稱VB12，又稱鈷胺素，B族維生素之一，是一類含鈷的咕啉類復(fù)雜有機(jī)化合物，所含的三價(jià)鈷位于類似卟啉的咕啉環(huán)平面的中心。它是目前已發(fā)現(xiàn)的最大、最復(fù)雜的維生素分子，也是唯一含有金屬離子的維生素；其結(jié)晶為紅色，故又稱紅色維生素。植物不含VB12，也不能制造VB12。肝臟是VB12的最好來源，其次為奶、肉、蛋、魚等。VB12是核糖核酸和脫氧核糖核酸合成過程中必需的一種輔酶，體內(nèi)VB12缺乏可以引起周圍神經(jīng)和中樞性腦病等神經(jīng)系統(tǒng)的病理性改變。
天然鈷配位化合物家族的原型，稱為corrinoids。維生素B12的類似物僅在鈷的β配體上有所不同，稱為鈷胺。幾乎完全由細(xì)菌合成。飲食來源包括魚類、肉類、肝臟和奶制品;植物中很少或根本沒有鈷胺。甲基鈷胺和鈷胺作為酶的輔助因子，由機(jī)體轉(zhuǎn)化為其生物活性形式。嚴(yán)重缺乏可導(dǎo)致巨幼細(xì)胞貧血和/或神經(jīng)損傷。維生素B12的發(fā)現(xiàn)，首先應(yīng)歸功于人們?cè)卺t(yī)治以英國內(nèi)科醫(yī)生Addison的名字命名的一種惡性貧血病中所進(jìn)行的研究工作。該惡性貧血病在當(dāng)時(shí)是一種不治之癥，1926年Minot和Murphy發(fā)現(xiàn)可通過大量攝取生肝來治愈該疾病，為此他們獲得了1934年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。繼Minot和Murphy的發(fā)現(xiàn)之后，人們又通過肝濃縮物成功地治愈了這種惡性貧血病。
1948年，美國Riches、英國Smith與Parker等人分別從肝濃縮物中分離出一種紅色晶體，定名為維生素B12。同年，美國哥倫比亞大學(xué)的R. West證實(shí)可通過注射維生素B12來有效地治療惡性貧血病。隨后在1955年，D. Hodgkin等人利用X射線分析確定了維生素B12的晶體結(jié)構(gòu)。他也因此獲得了1964年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1972年，Woodward成功地完成了對(duì)維生素B12的全合成。

圖1為維生素B12的來源

維生素B12是含有鈷離子的等八面體化合物,其中心結(jié)構(gòu)是由四個(gè)吡咯(pyrrole)相連接而組成的平面咕啉環(huán)(corrinring)。維生素B12的分子大體由3部分組成:以四個(gè)N原子和中心鈷離子相螯合的咕啉環(huán)；5,6-二甲基苯并咪唑(5, 6-dimethylbenzimidazole, DMBI)通過N-7原子和鈷離子相連作為維生素B12分子的低位(α)配基, 此外DMBI還通過磷酸基團(tuán)和氨丙醇(aminopropanol)相連, 氨丙醇則與吡咯D上的丙酸側(cè)鏈共價(jià)相連;腺苷(adenosylgroup)或甲基(methylgroup)和鈷離子相連組成維生素B12分子的上位(β)配基。咕啉環(huán)軸向上方的配基不同, 則形成不同類型的維生素B12類物質(zhì)。羥基(-OH)與咕啉環(huán)中的鈷離子相連形成羥基鈷胺素(hydroxycobalamin), 同樣的, 脫氧腺苷(5′-deoxyadenosyl)、甲基(-CH3 )、氰基(-CN)與鈷離子相連分別生成腺苷鈷胺素(deoxyadenosylcobalamin)、甲基鈷胺素(methylcobalamin)和氰鈷胺素(cyanocobalamin)。自然界中, 微生物生物合成的維生素B12最終形式為腺苷鈷胺素(輔酶B12 )、甲基鈷胺素和羥鈷胺素。但是由于它們的性狀不太穩(wěn)定, 所以在工業(yè)提純過程中人為地加入氰化鈉, 使天然形式的維生素B12轉(zhuǎn)化為性質(zhì)更為穩(wěn)定的氰鈷胺素。

圖2為維生素B12的結(jié)構(gòu)