Vitamine dienen nicht als direkter Energielieferant oder sind Baustofflieferanten für Zellbestandteile. Hauptsächlich sind Vitamine dafür verantwortlich, Stoffwechselreaktionen als Bestandteile von Enzymen (Biokatalysatoren) zu ermöglichen.
Biokatalysatoren sind Enzyme (meist Proteine), die neben der Proteinstruktur zusätzlich nicht-proteinartige Molekülstrukturen, die sog. Coenzyme, enthalten. Proteingebundene Coenzyme werden auch als prosthetische Gruppen bezeichnet.
Coenzyme werden häufig aus Vitaminen gebildet. Die Funktion von Coenzymen besteht v.a. in der Unterstützung des Enzyms bei der Substratbindung, aber auch als Donatoren (Phosphatübertragung) oder als Redoxsystem (Wasserstoffübertragung).
| Nicotinamid-adenin-dinucleotid | NAD+ | Wasserstoff | Nicotinsäureamid (B) |
| Nicotinamid-adenin-dinucleotid-phosphat | NADP+ | Wasserstoff | Nicotinsäureamid (B) |
| Flavin-adenin-dinuclotid | FAD | Wasserstoff | Riboflavin (B2) |
| Adenosintriphosphat | ATP | Phosphat | ——————– |
| Phosphoadenylsäure-sulfat | PAPS | Sulfat | ——————– |
| Pyridoxalphosphat | PLP | Amino-Gruppe | Pyridoxin (B6) |
| Tetrahydrofolsäure | FH4 | Formyl-Gruppe | Folsäure (B) |
| Biotin | —– | Carboyl-Gruppe | Biotin (H) |
| Coenzym A | CoA | Acetyl-Gruppe | Pantothensäure (B) |
| Thiamindiphosphat | ThPP | Aldehy-Gruppen | Thiamin (B1) |
| Pyridoxalphosphat | PLP | Decaboxylierung | Pyridoxin (B6) |
| B12-Coenzym | B12 | Umlagerung | Cobalamin (B12) |