嘌呤是怎麽形成的?
嘌呤(Purine),分子式C5H4N4,是壹種雜環芳香有機化合物,是新陳代謝過程中的壹種代謝物。
體內嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑,壹是從頭合成途徑,壹是補救合成途徑,其中從頭合成途徑是主要途徑。
1.嘌呤核苷酸的從頭合成
肝是體內從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官,其次是小腸粘膜和胸腺。嘌呤核苷酸合成部位在胞液,合成的原料包括磷酸核糖、天門冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、壹碳單位及CO2等。主要反應步驟分為兩個階段:首先合成次黃嘌呤核苷酸(IMP),然後IMP再轉變成腺嘌呤核苷酸(AMP)與鳥嘌呤核苷酸(GMP)。
嘌呤環各元素來源如下:N1由天冬氨酸提供,C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5,N10-甲炔FH4提供,N3、N9由谷氨酰胺提供,C4、C5、N7由甘氨酸提供,C6由CO2提供。
嘌呤核苷酸從頭合成的特點是:嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基礎上逐步合成的,不是首先單獨合成嘌呤堿然後再與磷酸核糖結合的。反應過程中的關鍵酶包括PRPP酰胺轉移酶、PRPP合成酶。
PRPP酰胺轉移酶是壹類變構酶,其單體形式有活性,二聚體形式無活性。IMP、AMP及GMP使活性形式轉變成無活性形式,而PRPP則相反。
從頭合成的調節機制是反饋調節,主要發生在以下幾個部位:嘌呤核苷酸合成起始階段的PRPP合成酶和PRPP酰胺轉移酶活性可被合成產物IMP、AMP及GMP等抑制;在形成AMP和GMP過程中,過量的AMP控制AMP的生成,不影響GMP的合成,過量的GMP控制GMP的生成,不影響AMP的合成;IMP轉變成AMP時需要GTP,而IMP轉變成GMP時需要ATP。?[4]?
2.嘌呤核苷酸的補救合成
反應中的主要酶包括腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(APRT),次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT)。嘌呤核苷酸補救合成的生理意義:節省從頭合成時能量和壹些氨基酸的消耗;體內某些組織器官,例如腦、骨髓等由於缺乏從頭合成嘌呤核苷酸的酶體系,而只能進行嘌呤核苷酸的補救合成。
3.嘌呤核苷酸的相互轉變
IMP可以轉變成AMP和GMP,AMP和GMP也可轉變成IMP。AMP和GMP之間可相互轉變。
4.脫氧核苷酸的生成
體內的脫氧核苷酸是通過各自相應的核糖核苷酸在二磷酸水平上還原而成的。核糖核苷酸還原酶催化此反應。
5.嘌呤核苷酸的抗代謝物
① 嘌呤類似物:6-巰基嘌呤(6MP)、6-巰基鳥嘌呤、8-氮雜鳥嘌呤等。6MP應用較多,其結構與次黃嘌呤相似,可在體內經磷酸核糖化而生成6MP核苷酸,並以這種形式抑制IMP轉變為AMP及GMP的反應。
② 氨基酸類似物:氮雜絲氨酸和6-重氮-5-氧正亮氨酸等。結構與谷氨酰胺相似,可幹擾谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用,從而抑制嘌呤核苷酸的合成。
③ 葉酸類似物:氨喋呤及甲氨喋呤(MTX)都是葉酸的類似物,能競爭抑制二氫葉酸還原酶,使葉酸不能還原成二氫葉酸及四氫葉酸,從而抑制了嘌呤核苷酸的合成。