第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢

第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢

第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢【授课时间】4学时

第一节核酸的化学组成【目的要求】

掌握核酸,DNA和RNA,的分子组成、核苷酸的连接方式、键的方向性。【教学内容】

1(详细介绍:碱基

2(一般介绍:戊糖 3(一般介绍:核苷

4(一般介绍:核苷酸

5(详细介绍:核酸中核苷酸的连接方式【重点、难点】

重点:核酸组成与核苷酸的连接

【授课时间】0.25学时

第二节 DNA的结构与功能【目的要求】

1(掌握DNA的二级结构的特点。

2(掌握DNA的生物学功能。

【教学内容】

1(一般介绍:DNA的一级结构

2(重点介绍:DNA的二级结构

3(一般介绍:DNA的超级结构

4(一般介绍:DNA的功能

【重点、难点】

重点:DNA的二级结构

难点:DNA的超级结构

【授课学时】1学时

第三节 RNA的结构与功能【目的要求】

1(掌握RNA的种类与功能。mRNA和tRNA的结构特点。2(了解核酸酶的分类与功能。 3(了解其他小分子RNA。【教学内容】

1(详细介绍:mRNA的结构与功能

2(详细介绍:tRNA的结构与功能

3(详细介绍:rRNA的结构与功能

4(一般介绍:小分子核内RNA

5(一般介绍:核酶

【重点、难点】

重点:mRNA、tRNA的结构与功能

【授课学时】0(5学时

第四节核酸的理化性质【目的要求】

1(掌握DNA的变性和复性概念和特点

2(熟悉核酸分子杂交原理。

3(熟悉核酸的一般性质

【教学内容】 1(一般介绍:核酸的一般性质

2(详细介绍:核酸的紫外吸收

3(重点介绍:核酸的变性与复性

【重点、难点】

重点:核酸的变性与复性

【授课学时】1学时

第五节核苷酸代谢【目的要求】

1(熟悉核苷酸合成途径的原料、主要步骤及特点。核苷酸分解代谢的终产物。

2(熟悉脱氧核苷酸的生成

3(了解嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理。

4(了解尿酸以及痛风症与血中尿酸含量的关系。【教学内容】

1(一般介绍:嘌呤核苷酸的合成

2(一般介绍:嘧啶核苷酸的合成

3(详细介绍:脱氧核糖核苷酸的生成

4(详细介绍:核苷酸的相互转化

5(一般介绍:核苷酸分解代谢

【重点、难点】

难点:嘌呤、嘧啶类抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理

【授课学时】1(25学时

第九章核酸结构、功能与核苷酸代谢第一节核酸的化学组成

第二节 DNA的结构与功能

第三节 RNA的结构与功能

第四节核酸的理化性质

第五节核苷酸代谢

第一节核酸的化学组成时间备注教学内容

核酸分为脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid～DNA) 和核糖核酸(ribonucleic acid～RNA)。DNA存在于细胞核

和线粒体内～是遗传信息的载体,RNA存在于细胞核和细胞

质中～参与细胞内遗传信息的表达。

核酸的基本组成单位是核苷酸,核苷酸由碱基、戊糖和15ˊ

磷酸组成。一、碱基

核酸中的碱基是两类:嘌呤(purine)与嘧啶

(pyrimidine)。嘌呤类有腺嘌呤(adenine～A)和鸟嘌呤

(guanine～G),嘧啶类有胞嘧啶(cytosine～C)、胸腺嘧啶

(thymine～T)和尿嘧啶(uracil～U) 。DNA分子中含有A、G、

C、T,RNA分子中含有A、G、C、U。除了上述5种碱基外～核

酸中还有一些含量甚少的碱基～称为稀有碱基。

二、戊糖

RNA分子中的戊糖为β-D-核糖(ribose),DNA分子中的

戊糖为β-D-2-脱氧核糖(deoxyribose)。

三、核苷

核苷是碱基与戊糖以糖苷键相连接所形成的化合物。其中～戊糖的第l位碳原子分别与嘌呤碱的第9位N原子、嘧啶碱的第1位N原子相连接。核糖与碱基形成的化合物称为核糖核苷～简称核苷(ribonucleoside),脱氧核糖与碱基形成的化合物称为脱氧核糖核苷～简称脱氧核苷

,deoxyribonucleoside,。如腺嘌呤核苷,简称腺苷,、胞嘧啶脱氧核苷,简称脱氧胞苷,等等～依次类推。为区别于碱基中的各原子的编号～核糖和脱氧核糖中的碳原子标号上加“‘”～如C-l′、C-2′等。

NH2

N

HOCHN2O O

OHOH

四、核苷酸

核苷,脱氧核苷,中戊糖的自由羟基与磷酸通过酯键相连接构成核苷酸,脱氧核苷酸,。多数核苷酸的磷酸是连接在核糖或脱氧核糖的C-5′上～形成5′-核苷酸。含有1个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸(NMP), 有2个磷酸基团的核苷酸称为核苷二磷酸(NDP), 有3个磷酸基团的核苷酸称为核苷三磷酸(NTP)。如AMP是腺苷一磷酸～GDP是鸟苷二磷酸～CTP是胞苷三磷酸～等等～以此类推。

NH2 NO

NOCHHOP2OO OH

OHOH

ATP

核苷酸除构成核酸外～在体内具有许多重要的生理功能。?ATP是体内能量的直接来源和利用形式～ GTP、UTP、CTP也均可提供能量,?ATP、GTP、CTP、UTP等可激活许多化合物生成代谢上活泼的物质～如UDPG、CDP–二脂酰甘油

+SAM、PAPS等,?许多辅酶含有核苷酸～如腺苷酸是NAD、FAD、辅酶A等的组成成分,?某些核苷酸及其衍生物是重要的调节因子～如cAMP与cGMP是细胞内信号转导过程中重要的信息分子。

五、核酸中核苷酸的连接方式

DNA是由许多脱氧核苷酸分子连接而成的。DNA分子中各个脱氧核苷酸之间是通过前一个脱氧核苷酸的3′-羟基与后一个分子的5′-磷酸缩合生成3′,5′-磷酸二酯键而彼此相连。RNA的各个核苷酸之间也是通过3′,5′-磷酸二酯键连接的。

第二节 DNA的结构与功能

时间备注教学内容

一、DNA的一级结构

DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸的排列顺序。每条 DNA链具有两个不同的末端～戊糖5′端带有游离磷酸基的叫5′-末端～3′位带有游离羟基的叫3′末端。DNA分子按照

45ˊ 通行规则～以5′?3′方向为正向。书写时将5′-末端写在

左侧(头)～3′-末端写在右侧(尾)。

二、DNA的二级结构

Chargaff规则:?嘌呤碱与嘧啶碱的摩尔数总是相等:A+G=T+C且A=T～G=C,?不同生物种属的DNA碱基组成不同,?同一个体的不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成。

1953年Watson和Crick两位科学家提出了著名的DNA右手双螺旋模型～确立了DNA的二级结构。

DNA双螺旋结构模型的要点:

1.DNA分子是由两条脱氧多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手双螺旋结构。两条链方向相反～一条链走向是5′?3′～另一条链是3′?5′。

2.在两条链中～磷酸与脱氧核糖链位于螺旋的外侧～碱基位于螺旋的内侧。脱氧核糖平面与碱基平面垂直。

3.螺旋直径为2nm～相邻碱基堆砌的距离为 0.34nm～其

0旋转的夹角为36～所以每10个核苷酸旋转一周～每一螺距为3.4nm。

4.两条多核苷酸链通过碱基之间形成的氢键联系在一起。A-T、G-C配对的规律称为碱基互补规则。

DNA双螺旋结构的横向稳定性靠两条链间的氢键维系～纵向稳定性则靠碱基平面间的疏水性堆砌力维持。

三、DNA的超级结构

DNA在形成双链螺旋式结构的基础上～在细胞内将进一步折叠成为超级结构。

原核生物、线粒体、叶绿体中的DNA是共价封闭的环状双螺旋～这种环状双螺旋结构还需再螺旋化形成超螺旋(supercoil)。

真核生物染色体DNA是线性双螺旋结构～染色质DNA与组蛋白组成核小

体,nucleosome,。核小体是染色体的基本组成单位～许多核小体形成串珠样线性结构～然后再进一步盘曲成直径为30nm的纤维状结构。后者再经几次卷曲～形成染色体的结构。

四、DNA的功能

DNA的基本功能是作为生物遗传信息的携带者,是遗传信息复制的模板和基因转录的模板～它是生命遗传繁殖的物质基础～也是个体生命活动的基础。

第三节 RNA的结构与功能

时间备注教学内容

RNA在生命活动中具有重要作用～它和蛋白质共同负责基因的表达与表达过程的调控。RNA的分子量较小～由数十个至数千个核苷酸组成。RNA通常以一条单链形式存在～经卷曲盘绕可形成局部双螺旋结构和三级结构。RNA的种类、25ˊ 大小、结构多种多样～其功能也各不相同。

一、信使RNA 传递DNA遗传信息的RNA称为信使RNA(messenger RNA～mRNA)。mRNA作为蛋白质合成的模板～决定其合成的蛋白质中氨基酸顺序。mRNA约占总RNA的2%，3%～代谢非常活跃～真核生物mRNA的半寿期很短～从几分钟到数小时不等。

细胞核内初合成的是不均一核RNA(heterogeneous

nuclear RNA～hnRNA)～是mRNA前体。hnRNA经剪接加工转变为成熟的mRNA。mRNA的结构特点如下:

帽子结构

1.大多数真核mRNA的5′-端在转录后均加上一个7-甲基鸟苷二磷酸基～而第1 个核苷酸的C-2′位甲基化～形成m7m的GpppN结构称为帽子结构(cap sequence)。mRNA的帽子结构可保护mRNA免受核酸酶的降解～在翻译中促进核糖体与mRNA的结合。

2.绝大多数真核mRNA的3′端有30，200个腺苷酸残基的尾巴～3′端尾巴是在转录后逐个添加上去的～其作用在于增加mRNA的稳定性和维持其翻译活性。

二、转运RNA

转运RNA(transfer RNA～tRNA)是由70，90个核苷酸组成的一类小分子RNA～约占细胞总RNA的15%～其主要功能是在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体～并按mRNA上的

遗传密码顺序“对号入座”地将其转呈给蛋白质。细胞内tRNA的种类很多～每一种氨基酸都有其相应的一种或几种tRNA。tRNA的结构特点如下: l.tRNA分子中含有较多的稀有碱基。

2.tRNA局部由于碱基互补而形成双螺旋区～非互补区则形成环状结构,进而形成一种茎-环结构。整个tRNA的二级结构呈现三叶草结构。tRNA有4个螺旋区～3

个环和1个可变环。4个螺旋区构成4个臂～其中直接与氨基酸结合的臂叫氨基酸臂。被激活的氨基酸连接在3′C-C-A-OH上。

3.tRNA中的3个环分别是DHU环、TψC环和反密码环(anticodon loop)。其中反密码环中部为反密码子～由三个碱基组成。携带不同氨基酸的tRNA通过反密码子与mRNA密码子互补。

4.tRNA的三级结构呈倒L型。

三、核糖体RNA

核糖体RNA(ribosomal RNA～rRNA)占细胞总RNA的80, 以上。rRNA与蛋白质结合形成的核糖体是蛋白质合成的场所。原核生物含有3种rRNA～其中23S与5S rRNA存在于大亚基～16S rRNA存在于小亚基。真核生物含有4种rRNA～其中

28S、5.8S和5S rRNA存在于大亚基～小亚基只含有18S rRNA一种。

在蛋白质的合成过程中～各种rRNA和多种蛋白质结合成核糖体后才能发挥作用。核糖体的功能是在蛋白质合成中起装配机的作用～在此装配过程中～无论是何种mRNA或tRNA,都必须与核糖体进行结合～氨基酸才能有序的鱼贯而入～肽链合成才能启动和延伸。

四、小分子核内RNA

真核细胞核内存在一类碱基数小于300的小分子RNA～称为小核RNA(small nuclear RNA,snRNA)～在哺乳动物细胞核内至少发现10种snRNA。它们参与mRNA 的剪切、加工以及rRNA的加工有关。snRNA不单独存在,常与多种特异的蛋白质结合

在一起～形成小分子核内核蛋白颗粒,small nuclear

ribonuleoprotein particle～snRNP,～snRNP在mRNA的剪接过程中起重要作用。

五、核酶

具有催化作用的RNA称为核酶(ribozyme)～现已发现几十种核酶。核酶的一级结构没有一定的规律～但是有些二级结构对催化活性很重要。最简单核酶的二级结构呈锤头状～即锤头核酶 (hammerheadribozyme)。锤头核酶由3个茎和l，3个环组成～其结构中包括催化部分和底物部分。核酶的发现一方面推动了对生命活动多样性的理解～另一方面在医学上有其特殊的用途。用以剪切破坏一些有害基因转录出的mRNA或其前体、病毒RNA～现已被试用于治疗肿瘤、病毒性疾病和基因治疗研究。

具有酶的活性DNA称为脱氧核酶,deoxyribozyme,。由于DNA较RNA稳定且成本低廉～脱氧核酶的应用已成为新药开发的热门课题。

第四节核酸的理化性质

时间备注教学内容

一、核酸的一般性质核酸是两性电解质～含有酸性的磷酸基和碱性的碱基。

因磷酸基的酸性较强～核酸分子通常表现为较强的酸性。可

用电泳和离子交换分离纯化核酸。在碱性条件下～RNA不稳定～可在室温下水解。利用这个性质可以测定RNA的碱基组45ˊ 成～也可清除DNA溶液中混杂的RNA。核酸多是线性的大分子～由于DNA分子细长～其在溶液

中的粘度很高。RNA分子比DNA短～在溶液中的粘度低于DNA。

二、核酸的紫外线吸收

核酸分子中的碱基都含有共轭双键～故都有吸收紫外线的性质～其最大吸收峰在260nm附近。利用核酸的这一特性对核酸溶液进行定量分析。利用溶液A/A估计核酸的纯260280

度。对于纯的DNA和RNA来说,其A/A应分别为1.8和2.0～260280

若有蛋白质和酚的污染～此比值下降。

三、核酸的变性与复性

(一) 变性

DNA变性是指在某些物理和化学因素的作用下～维系DNA双螺旋的次级键发生断裂解开成单链的过程。

DNA变性因素:加热和化学物质的作用～如有机溶剂、酸、碱、尿素和酰胺等。

DNA变性可使其理化性质发生一系列改变～如粘度下降和紫外吸收值增加等。

热变性是实验室DNA变性的常用方法。加热时～DNA双链发生解离～在260nm 处的紫外吸收值增高～此种现象称为增色效应(hyperchromic effect)。

若以A对温度作图～所得的曲线称为解链曲线～将解260

链曲线的中点称为熔点或解链温度(melting temperature～

Tm)。Tm是DNA双链解开50%时的环境温度。

DNA的Tm值主要与DNA分子中碱基的组成有关～G，C含量越高～Tm值越大。

(二)复性与分子杂交

DNA的变性是可逆的。热变性后温度缓慢下降时～解开的双链可重新形成双螺旋。这一过程称为DNA的复性(renaturation)或退火(annealing)。复性的最佳温度是比Tm低25?～这个温度称为退火温度(annealing

temperature)。除去化学物质的作用也可以使变性的DNA复性～如碱变性后用酸中和至中性。

不同来源的DNA变性后～在一起进行复性～这时～只要核酸分子的核苷酸序列含有可以形成碱基互补的片段～彼此间就可以形成局部双链～即所谓杂化双链(heteroduplex)～这一过程称为杂交(hybridization)。单链DNA与RNA也可以形成DNA-RNA杂交双链。DNA变性与复性的原理在分子生物学中已被广泛地应用。

第五节核苷酸的代谢

时间备注教学内容

核苷酸是核酸的基本结构单位。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成～核苷酸不属于营养物质。食物来源的嘌

呤和嘧啶碱很少被机体利用。

核苷酸的生物功用:

, 作为核酸合成的原料50ˊ

, 体内能量的利用形式～ATP , 参与代谢和生理调节

, 组成辅酶～NAD～FAD

, 活化中间代谢物～UDPG

体内核苷酸的合成有两条途径:从头合成途径(de novo synthesis)和补救合成途径(salvage pathway)。前者是指以氨基酸、一碳单位、CO等小分子物质为原料～经过一系2

列的酶促反应合成核苷酸的过程,后者是指以碱基或核苷为原料～经过简单的酶促反应合成核苷酸的过程。

一、嘌呤核苷酸的合成

1.从头合成途径在胞液中进行。

合成原料是5-磷酸核糖、谷氨酰胺、一

碳单位、甘氨酸、CO和天冬氨酸。5-2

磷酸核糖来自磷酸戊糖途径。

从头合成的反应过程复杂～可分为两个阶段:首先合成次黄嘌呤核苷酸,IMP,,再由IMP转变成AMP和GMP。

(1)IMP的合成:首先5-磷酸核糖与ATP反应生成5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)。此步反应是核苷酸合成代谢中的关键步骤。PRPP中1-焦磷酸基被谷氨酰胺的酰胺基取代生成5-磷酸核糖胺～在此基础上经过多步酶促反应～生成次黄嘌呤核苷酸(IMP)。磷酸核糖酰胺转移酶是嘌呤核苷酸合成的限速酶。

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目录

(2)AMP和GMP的生成: IMP由天冬氨酸提供氨基～脱去延胡索酸～则生成AMP。IMP氧化生成黄嘌呤核苷酸(XMP),然后再由谷氨酰胺提供氨基～生成 GMP。

2.嘌呤核苷酸的补救合成细胞利用现有碱基或核苷与PRPP经酶促反应形成嘌呤核苷酸的过程。腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase～APRT)催化腺苷酸的合成,次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase HGPRT)催化IMP与GMP的合成。嘌呤核苷通过腺苷激酶催化生成腺嘌呤核苷酸。

嘌呤核苷酸补救合成的生理意义:一方面可以节约从头合成时能量和一些氨基酸的消耗,另一方面～对体内的某些组织器官如脑、骨髓来说～由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶系～因此补救合成途径具有更重要意义。

3.嘌呤核苷酸的抗代谢物某些嘌呤碱基的类似物可以竞争性抑制嘌呤核苷酸合成的某些步骤～阻止核酸与蛋白质的生物合成～达到抗肿瘤的目的。例如～6-巯基嘌呤(6MP)、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。6MP在临床上最常用。6MP的结构与次黄嘌呤相似～6MP与PRPP结合生成的6-巯基嘌呤核苷酸抑制IMP向AMP和GMP的转化,6MP还可直接竞争性抑制次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活性～抑制补救合成途径～阻止AMP和GMP的生成。

叶酸类似物甲氨蝶呤(methotrexate～MTX)可竞争性抑制二氢叶酸还原酶的活性～阻碍四氢叶酸的生成～嘌呤核苷酸因得不到一碳单位的供应而不能合成。MTX 在临床上常用于白血病的治疗。

二、嘧啶核苷酸的合成

l(嘧啶核苷酸的从头合成嘧

啶核苷酸的从头合成原料是天冬氨

酸、谷氨酰胺和CO, 2

嘧啶核苷酸的从头合成是先合

成嘧啶环～然后由PRPP提供的磷酸核

糖～最先合成的核苷酸是UMP。尿嘧

啶核苷酸的合成主要在肝进行。

合成过程:谷氨酰胺和C0在氨基甲酰磷酸合成酶?2

(CPS-?)作用下合成氨基甲酰磷酸～氨基甲酰磷酸与天冬氨酸结合生成乳清酸,乳清酸接受来自PRPP的磷酸核糖～生成乳清核苷酸～后者再进一步转化为UMP。

UMP首先经尿苷酸激酶和尿苷二磷酸核苷激酶的催化～生成UTP。UTP在CTP合成酶的催化～从谷氨酰胺获得氨基～生成CTP。

尿苷酸激酶CTP合成酶UDP激酶UDPCTPUTPUMP

谷氨酰胺谷氨酸 ATPADPATPADP

2.嘧啶核苷酸的补救合成途径嘧啶磷酸核糖转移酶催化尿嘧啶、胸腺嘧啶与PRPP反应生成相应的核苷酸。尿苷激酶催化尿嘧啶核苷生成尿嘧啶核苷酸。脱氧胸苷通过胸苷激酶生成TMP。

嘧啶磷酸核糖转移酶U，PRPPUMP，PPi 尿苷激酶

UR，ATPUMP，ADP

胸苷激酶 TR，ATPTMP，ADP

3.嘧啶核苷酸抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物是一些嘧啶、氨基酸或叶酸的类似物。它们通过阻断嘧啶核苷酸的合成来达到抗肿瘤目的。如5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil～

5-FU)是临床上常用的抗肿瘤药物～它在体内经转化生成氟尿嘧啶核苷三磷酸(FUTP)。FUTP以FUMP的形式参入RNA分子中～从而破坏RNA的结构与功能。

三、脱氧核糖核苷酸的生成

(一)脱氧核糖核苷酸的生成过程

脱氧核苷酸是DNA合成的前体。在体内脱氧核苷酸由核糖核苷酸直接还原生成～还原反在核苷二磷酸水平上进行～催化反应的酶是核糖核苷酸还原酶。其总反应式:

核糖核苷酸还原酶，，ONDP，NADPH，HdNDP，NADP，H2

510dTMP是由dUMP经甲基化生成。N,N-CH-FH是甲基的24供体～生成的FH再经还原酶催化转变成FH。dUMP可由dUDP24

水解或由dCMP脱氨生成～以后者为主。

dUDPTMP合酶dUMPdTMP dCMP510 ,--CHFHFHNN242， NADPH，H还原酶，FHNADP4

(二)脱氧核糖核苷酸的抗代谢物

肿瘤细胞生长迅速～为保障DNA的合成～需要丰富的TMP供应。阻断TMP合成的药物可用于治疗肿瘤。5-氟尿嘧啶除在体内可以转化成FUTP外～还可转化生成氟尿嘧啶脱氧核苷二磷酸(FdUMP)。FdUMP与dUMP的结构相似～是胸苷酸合成酶的抑制剂～使TMP的合成受阻。四氢叶酸类似物MTX等通过抑制二氢叶酸还原酶阻断TMP的合成。另外～改变戊糖结构的核苷类似物(如阿糖胞苷和环胞苷)也是重要的抗癌药物。例如～阿糖胞苷可抑制胞苷二磷酸(CDP)还原成脱氧胞苷二磷酸(dCDP)～从而直接抑制DNA的合成。

四、磷酸核苷的相互转化

核苷一磷酸在特异的核苷一磷酸激酶催化下～磷酸化为核苷二磷酸。例如: 尿苷一磷酸激酶UMP，ATPUDP，ADP

核苷二磷酸在核苷二磷酸激酶催化下～磷酸化为核苷三磷酸～此酶的特异性没有核苷一磷酸激酶特异性高。若X、Y代表任意核糖核苷或脱氧核糖核苷～则反应式如下:

核苷二磷酸激酶XDP，YTPXTP，YDP

五、核苷酸的分解代谢

,一,嘌呤核苷酸的分解代谢

核苷酸在核苷酸酶作用下水解生成核苷。核苷经核苷磷酸化酶催化～生成碱基与1-磷酸核糖。嘌呤碱可经补救合成途径再用于合成核苷酸～也可最终氧化生成尿酸(uric acid)～通过肾随尿液排出体外。肝、小肠和肾是嘌呤核苷酸分解代谢的主要器官。

AMP次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤尿酸

鸟嘌呤GMP

正常人血浆中尿酸含量约为

0.12，0.36mmol/L。尿酸水溶性较

差～痛风症患者血中尿酸含量升

高～当血浆中尿酸含量高于

0.48mmol/L时～尿酸盐晶体便沉积

于关节、软骨、软组织和肾等处～导致关节炎、尿路结石及肾疾病。临床上可用次黄嘌呤的类似物别嘌呤醇(allopurinol)来治疗痛风症。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似～是黄瞟呤氧化酶的竞争性抑制剂～抑制尿酸的生成。

(二)嘧啶核苷酸的分解代谢

嘧啶核苷酸在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下～去除磷酸与核糖～生成嘧啶碱。胞嘧啶脱氨基转化成尿嘧啶。尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶～并水解开环～最终生成NH、CO和32β-丙氨酸。胸腺嘧啶水解生成NH、CO和β-氨基异丁酸。32 β-氨基异丁酸可进一步代谢或直接随尿排出。嘧啶碱的分解代谢主要在肝进行。

胞嘧啶胸腺嘧啶

β-脲基丙酸β-脲基异丁酸

β-丙氨酸β-氨基异丁酸NHCO+32