生物化學(xué)： 嘌呤、嘧啶胺?核苷酸的合成和分解

①嘧啶胺腸期胃液分泌是當(dāng)食糜等進入十二指腸內(nèi)后，食物雖然離開了胃，但是依然會繼續(xù)刺激胃液分泌。機械擴張游離的腸袢也能增加胃液的分泌，切斷支配胃的神經(jīng)后，這種分泌依然存在，這說明在腸期，胃液分泌主要依靠體液調(diào)節(jié)。

② 腸期分泌的胃液量少（約占總分泌量 10%），酸度不高，消化力不很強。迷走神經(jīng)興奮、促胰液素、縮膽囊素在促進胰液分泌時，在胰酶量、水分和碳酸氫鹽含量上分別具有什么比例特點？為什么？迷走神經(jīng)興奮和縮膽囊素促進胰液分泌是量少酶多，促胰液素則是量多酶少，這里的「量」指水分和碳酸氫鹽的含量，「酶」指各種胰酶的含量；原因是迷走神經(jīng)、縮膽囊素作用部位是腺泡細(xì)胞，主要分泌胰酶，促胰液素作用部位是導(dǎo)管細(xì)胞，主要分泌水分和碳酸氫鹽。嘌呤的從頭合成途徑是指，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及 CO2 等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸。參與嘌呤的從頭合成的原料有：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2 及甲?；９蔬x B。物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié) 25. 嘌呤、嘧啶核苷酸的合成原料和分解產(chǎn)物，脫氧核苷酸的生成。嘌呤、嘧啶核苷酸的抗代謝物的作用及其機制?！?/p>

一、嘌呤核苷酸的合成

1. 嘌呤合成元素來源

（1）N1 → 天冬氨酸；

（2）C2，C8 → 甲?；ㄒ惶紗挝唬?；

（3）N3，N9 → 谷氨酰胺（酰胺基）；

（4）C6 → CO2；

（5）N7，C4，C5 → 甘氨酸。

2. 從頭合成

（1）定義利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及 CO2 等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸。參與嘌呤的從頭合成的原料有：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2 及甲?；?。

（2）部位主要在肝、小腸、胸腺的胞漿。

（3）關(guān)鍵酶磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP 合成酶）、PRPP 酰胺轉(zhuǎn)移酶。

（4）步驟

① IMP 的生成

5-磷酸核糖在 PRPP 合成酶的作用下，消耗 2ATP，生成 PRPP；之后 PRPP 在 PRPP 酰胺轉(zhuǎn)移酶的作用下經(jīng)過一系列反應(yīng)，生成 IMP（次黃嘌呤核苷酸）。

② ATP 的生成IMP + 天冬氨酸在腺苷酸代琥珀酸合成酶的作用下，消耗 1 GTP → 腺苷酸代琥珀酸；腺苷酸代琥珀酸可裂解為腺苷酸（AMP）+ 延胡索酸，然后可由激酶催化 AMP → ADP → ATP。

③ GTP 的生成IMP 經(jīng)過脫氫作用生成 XMP（黃嘌呤核苷酸），然后 XMP 和谷氨酰胺 Gln 在鳥苷酸合成酶的作用下，消耗 2ATP，生成鳥苷酸（GMP），嘧啶胺然后可由激酶催化 GMP → GDP → GTP。

（5）特點

① 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的；

② 先合成 IMP，再合成 AMP 和 GMP。

3. 補救合成

（1）定義利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程，合成嘌呤核苷酸。

（2）部位腦、骨髓的胞漿。

（3）兩種方式

① 嘌呤堿或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）催化：腺嘌呤 + PRPP → AMP + PPi。次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）催化：次黃嘌呤 + PRPP → IMP + PPi；鳥嘌呤 + PRPP → GMP + PPi。

② 腺嘌呤核苷生成腺嘌呤核苷酸腺苷激酶催化：腺嘌呤核苷 → AMP，消耗 1ATP。

（4）意義

① 補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗；

② 體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救合成。

二、嘧啶核苷酸的合成

1. 嘧啶合成元素來源

（1）N3、C2→氨基甲酰磷酸；

（2）C4、C5、C6、N1→天冬氨酸。

2. 從頭合成

（1）原料谷氨酰胺、CO2 和天冬氨酸。

（2）部位主要是肝細(xì)胞胞液。

（3）關(guān)鍵酶哺乳動物是氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ（CPS-Ⅱ）、細(xì)菌是天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶。

（4）步驟

① UMP 的生成CPS-Ⅱ 催化 CO2 和谷氨酰胺生成氨基甲酰磷酸，然后氨基甲酰磷酸在天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶的作用下生成氨基甲酰天冬氨酸，后經(jīng)一系列反應(yīng)生成 UMP。

② CTP 的生成UMP → UDP → UTP，然后 UTP 和谷氨酰胺在 CTP 合成酶作用下生成 CTP。

③ dTMP 生成UDP → dUDP → dUMP，dUMP 在 dTMP 的作用下生成 dTMP。

（5）特點先合成嘧啶環(huán)，再與 5'-磷酸核糖縮合生成嘧啶核苷酸。

3. 補救合成

（1）定義由分解代謝產(chǎn)生的嘧啶/嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)猷奏ず塑账岬倪^程稱為補救合成途徑。

（2）嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化嘧啶 + PRPP → 磷酸嘧啶核苷 + PPi。

三、核苷酸的抗代謝物：

1. 概述：核苷酸的抗代謝物，是一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或葉酸等的類似物，通過酶的競爭性抑制作用干擾核苷酸的合成。

2. 例舉：6-巰基嘌呤（6-MP），結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤類似，抑制 PRPP 酰胺轉(zhuǎn)移酶和次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT），影響嘌呤的從頭合成和補救合成；甲氨蝶呤（MTX），結(jié)構(gòu)與葉酸類似，競爭性抑制二氫葉酸還原酶，影響一碳單位生成，從而影響嘌呤和 dTMP 的從頭合成；別嘌呤醇，結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤類似，抑制黃嘌呤氧化酶，影響嘌呤分解；氮雜絲氨酸，結(jié)構(gòu)與谷氨酰胺類似，競爭抑制 GMP 合成酶和 CTP 合成酶，影響鳥嘌呤從頭合成和 CTP 生成；5-氟尿嘧啶（5-FU），類似胸腺嘧啶，體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)?FdUMP 之后可競爭性抑制胸苷酸合酶，影響 dTMP 的從頭合成和補救合成；阿糖胞苷，結(jié)構(gòu)類似核苷，嘧啶胺可以競爭抑制核糖核苷酸還原酶，能抑制脫氧核糖的生成。