Vitaminen vallen in de klasse van moleculen die bekend staan als micronutriënten, die moleculen zijn die mensen in kleine hoeveelheden nodig hebben om de normale cellulaire functie te behouden. Ze leveren geen calorieën, maar helpen wel bij verschillende chemische reacties in het lichaam. Zoals alle biomoleculen bestaan vitamines meestal uit de elementen koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof, met een paar andere elementen die af en toe worden gebruikt.
Koolstof
Koolstof wordt beschouwd als het "ruggengraatelement" van de moleculen van het leven. Dit komt door alle elementen op het periodiek systeem, koolstof is degene die de grootste verscheidenheid aan vormen in de resulterende moleculen mogelijk maakt en de sterkste, meest stabiele verbindingen vormt. Als ruggengraatelement levert koolstof de algehele vorm en structuur van een molecuul, maar draagt het niet zo veel bij tot functie als andere elementen. Alle vitamines hebben koolstof-backbones, Drs. Reginald Garrett en Charles Grisham noteren in hun boek "Biochemistry."
Waterstof
Net als koolstof is waterstof een onderdeel van de algemene vorm en structuur van een molecule. Waterstof is het lichtste element en ook het meest voorkomende door het grote aantal moleculen in het leven. Alle vitamines bevatten aanzienlijke hoeveelheden waterstof. De meeste waterstofatomen op een bepaald molecuul zorgen eenvoudigweg voor de algehele vorm van het molecuul in plaats van deel te nemen aan chemische reacties, maar in sommige gevallen is waterstof een belangrijk onderdeel van de reactiviteit van een vitamine. Het is bijvoorbeeld waterstof dat verantwoordelijk is voor de zure aard van vitamine C.
Zuurstof en stikstof
Hoewel zuurstof en stikstof niet zo vaak voorkomen in vitamines als koolstof en waterstof, zijn ze toch aanwezig - een of beide - in alle vitamines en dragen ze aanzienlijk bij tot de functionaliteit. Zuurstofatomen in vitamine C zijn grotendeels verantwoordelijk voor de antioxiderende eigenschappen van het molecuul, terwijl stikstofatomen in de B-vitaminen hen in staat stellen deel te nemen aan het reguleren van het metabolisme. Sommige vitamines, waaronder vitamine B-6, bevatten zowel stikstof als zuurstof.
Andere elementen
Afgezien van de vier elementen die het meest voorkomen in vitamines, zijn er verschillende elementen die alleen in een paar vitamines voorkomen. Beide vitamines B-6 en B-12 bevatten bijvoorbeeld fosfor, Drs. Mary Campbell en Shawn Farrell noteren in hun boek "Biochemistry." In beide gevallen is het fosfor in de vorm van een fosfaatgroep, die veel biomoleculen gemeen hebben. Vitamine B-1, ook thiamine genoemd, bevat zwavel, dat een chemische reactiviteit heeft die vergelijkbaar is met die van zuurstof. Een van de meest unieke elementen in een vitamine is kobalt, gevonden in vitamine B-12.
