嘌呤代谢

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許多生物利用代謝途徑來合成或分解嘌呤

生物合成[编辑]

IMP的合成.
顏色代表如下: 酵素, 輔酶, 基質名稱, 金屬離子, 無機分子

嘌呤在生物合成中會合成為核苷酸,特別是核醣核苷酸,即核糖-5-磷酸。 主要的調節步驟為PRPP合成酶產生磷酸核糖焦磷酸(PRPP)的反應,這個步驟受無機磷酸鹽活化及受嘌呤核苷酸抑制。但這個步驟並不是合成嘌呤的關鍵步驟,因為PRPP也用於嘧啶的合成和補救途徑。第一個關鍵步驟為PRPP、穀氨醯胺和水反應,產生5'-磷酸核醣胺、穀氨醯胺和焦磷酸鹽,這個步驟受焦磷酸轉移酶催化,而此酵素又受PRPP活化,受AMP、GMP和IMP抑制。

腺嘌呤鳥嘌呤皆由肌苷酸(IMP)衍生而來,若要合成一個完整的嘌呤環,反應中肌苷酸為第一個化合物。

肌苷酸由預先存在的核糖-磷酸透過複雜的途徑合成。以5號碳和4號氮代表,嘌呤環中的原子的來源有很多。甘氨酸提供其全部的碳(2),而穀氨醯胺(2)和天冬胺酸(1)的甲醯基(2)提供額外的氮原子,甲醯基受輔酶四氫葉酸轉移成10-甲醯四氫葉酸,及由碳酸氫鹽提供碳原子(1)。 甲醯基建立了嘌呤環中第2號位置及第八位置的碳,這兩個碳作為與兩個氮原子的橋梁。

GMP[编辑]

  • 肌苷酸脫氫酶將肌苷酸(IMP)轉換成黃苷一磷酸(XMP)。
  • GMP合成酶將XMP轉換成單磷酸鳥苷(GMP)。
  • GMP還原酶將GMP轉回IMP。

AMP[编辑]

  • 腺苷酸基琥珀酸合成酶將IMP轉換成腺苷酸基琥珀酸。
  • 腺苷酸基琥珀酸裂解酶將腺苷酸基琥珀酸轉換成單磷酸腺苷(AMP)。
  • AMP脫氫酶將AMP轉回成IMP。

降解[编辑]

嘌呤會受許多酵素分解

鳥嘌呤[编辑]

補救途徑[编辑]

食物中氨基酸反轉的嘌呤也可能在新的氨基酸中補救和重新利用。

  • 腺嘌呤磷酸核糖轉移酶APRT補救腺嘌呤
  • 次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT)補救鳥嘌呤次黃嘌呤。(HGPRT的基因缺陷會造成尼氏乃罕症候群。)

失調[编辑]

當嘌呤或嘧啶代謝循環中,因基因缺失而產生缺口,使這些化學物質沒有適當的代謝,且成人或孩童皆有機會罹患任何一種28種中遺傳性嘌呤代謝異常,可能還有更多尚未發現的異常。症狀包含痛風貧血癲癇、發展遲緩、失聰、腎功能衰竭腎結石,或免疫力下降。

藥物療法[编辑]

嘌呤代謝作用的調節具有藥物治療的價值。

嘌呤合成抑制劑抑制細胞的增生,特別是白血球。這些抑制劑包含硫唑嘌呤,其為器官移植自體免疫性疾病(如類風濕性關節炎炎症性腸病克隆氏症潰瘍性結腸炎)中會使用的免疫抑制劑

霉酚酸酯是一種免疫抑制劑藥物,可避免器官移植的排斥作用,它的作用原理為阻礙肌醇單磷酸脫氫酶進行嘌呤合成反應。 氨甲蝶呤以阻礙葉酸(二氫葉酸還原酶的抑制劑)的代謝作用來直接抑制嘌呤合成。

別嘌醇可以抑制黃嘌呤氧化酶的藥物,並可降低體內尿酸的水平。這個藥物可用來治療痛風,因為造成痛風主要原因是尿酸在關節中形成結晶。

外部連結[编辑]