嘌呤的代谢过程
第十二章_嘌呤代谢最终版本_王忠超、孙晓娟
第十二章嘌呤代谢系统第一节概述嘌呤代谢是指核酸碱基腺嘌呤及鸟嘌呤等的嘌呤衍生物的活体合成及分解。
动物，其嘌呤化合物几乎全部氧化为尿酸，分别以不同形式而排出。
人体尿酸主要由细胞代谢分解的核酸和其他嘌呤类化合物以及食物中的嘌呤，经酶的作用分解而来。
为了了解尿酸的生成机制，首先要了解嘌呤代谢及其调节机制。
一、嘌呤代谢调节嘌呤代谢速度受1-焦磷酸-5-磷酸核糖(PRPP)和谷氨酰胺的量以及鸟嘌呤核苷酸、腺嘌呤核苷酸和次黄嘌呤核苷酸对酶的负反馈控制来调节。
次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶和黄嘌呤氧化酶，为嘌呤磷酸核糖焦磷酸酰胺移换酶，是嘌呤代谢过程中的关键酶，它们的作用点见下图12-1。
注：E1：磷酸核糖焦磷酸酰胺移换酶；E2：次黄嘌呤脱氢酶；E3腺苷酸代琥珀酸合成酶；E4次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶；E5黄嘌呤氧化酶；→表示负反馈控制。
由核酸分解代谢为尿酸是一个十分复杂的过程，主要有以下三种生成途径：(1)核酸→鸟嘌呤核苷酸→鸟嘌呤→黄嘌呤→尿酸。
(2)核酸→腺嘌呤核苷酸→腺嘌呤→黄嘌呤→尿酸。
(3)5-磷酸核糖+ATP→次黄嘌呤核苷酸→次黄嘌呤→黄嘌呤→尿酸。
此乃尿酸生成的一个总轮廓，中间有许多环节已被省略，在尿酸生成的过程中，有多种酶的参与和调节。
但从上述尿酸生成的简要过程中可以看出，嘌呤是尿酸生成的主要来源。
因此，嘌呤合成代谢增高及(或)尿酸排泄减少均可造成血清尿酸值增高。
生物化学研究表明，人体体内约有8种酶参与了尿酸的生成过程，其中有7种酶均促进尿酸生成，它们包括：①磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶；②磷酸核糖焦磷酸合成酶；③腺嘌呤磷酸糖核糖苷转移酶；④腺苷去胺基酶；⑤嘌呤核苷酸磷酸酶；⑥5-核苷酸酶；⑦黄嘌呤氧化酶。
这些酶的活性增加时，尿酸生成即增加；在这些酶中，以黄嘌呤氧化酶最为重要。
另一种次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，其作用和上述7种酶正好相反，当其活性增强时可抑制尿酸生成，活性减弱时则尿酸生成增加。
嘌呤代谢机制
嘌呤代谢机制
嘌呤代谢是指人体内嘌呤物质的合成和分解过程。
嘌呤是一种含氮化合物，是构成核酸的重要成分。
嘌呤在体内可以通过多种途径进行代谢。
嘌呤的合成主要在肝脏中进行，通过一系列酶促反应将氨基酸和核糖等物质转化为嘌呤核苷酸。
嘌呤核苷酸是核酸的基本组成单位，对于细胞的生长、分裂和维持正常功能起着重要作用。
嘌呤的分解主要通过嘌呤核苷酸的降解来实现。
嘌呤核苷酸在细胞内被分解为嘌呤碱基和核糖-1-磷酸，然后进一步转化为尿酸。
尿酸是嘌呤代谢的最终产物，大部分通过肾脏排出体外。
在正常情况下，嘌呤的合成和分解处于平衡状态，以维持体内嘌呤物质的稳定水平。
然而，当嘌呤的合成过多或分解过程受阻时，就可能导致嘌呤代谢紊乱，如高尿酸血症和痛风等疾病。
为了维持嘌呤代谢的正常平衡，人们可以通过健康的饮食和生活方式来调节。
避免高嘌呤食物的摄入，如动物内脏、海鲜、肉类等，增加蔬菜、水果和全谷类食物的摄入，保持适当的水分摄入，有助于促进嘌呤的正常代谢和排泄。
嘌呤代谢ppt课件
（GAR）
（谷氨酰胺）
O
C HO C
C H2N
N CH
N
羧化酶 HC 变位酶 C
CO2 H2N
N CH
N
H2O ATP H2C
AIR合成酶
C HN
H N
CH
NH O
Gln
FGAM 合成酶
ATP
Glu
（谷氨酸）
R-5'-P
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在二磷酸核苷（NDP） 水平上进行的。
P
P O CH 2 O
碱基
P P O CH 2 O
碱基
核糖核苷酸还原酶
Mg 2+
OH OH
NDP
硫氧化
（ N=A,G ,C,U） 还 原 蛋 白
H 2O 硫 氧 化
SH
还原蛋白
SH
S S
NADP +
FAD
NADPH
硫氧化还原蛋白还原酶
• 为三氧基嘌呤，其醇式呈弱酸性。各种嘌呤氧 化后生成的尿酸随尿排出。因溶解度较小，体 内过多时可形成尿路结石或痛风。
• 正常人血浆中尿酸含量为2-6mg%；男性平均为 4.5mg%，女性为3.5mg%。
• 除了痛风，尿酸高还是许多疾病的危险指征。 权威调查数据显示，高尿酸血症人群罹患冠心 病死亡的几率是尿酸正常人群的5倍。
N H
hypoxanthine
(H)
N
N H
PRPP酰胺转移酶 IMP
-
-
6-MP 6-MP 6-MP核苷酸
嘌呤核苷酸的分解代谢
（一） 嘌呤核苷酸的补救合成
两个酶：① 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） ② 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT） 反应： 腺嘌呤 ＋ PRPP
APRT
AMP ＋ PPi
次黄嘌呤 ＋ PRPP
鸟嘌呤 ＋ PRPP
HGPRT
HGPRT
IMP ＋ PPi
GMP ＋ PPi
＊人体内还有腺苷激酶，能使腺嘌呤核苷磷酸化，生成AMP 腺嘌呤核苷
（三）嘌呤核苷酸的相互转变
（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物 为嘌呤﹑氨基酸或叶酸等的类似物，充当竞争性抑制剂， 干扰或阻断合成代谢，具有抗肿瘤的作用。 嘌呤类似物： 6-巯基嘌呤（6MP） 6-巯基鸟嘌呤 8-氮杂鸟嘌呤 氨基酸类似物：氮杂丝氨酸（重氮丝氨酸） 与谷氨酰胺类似 6-重氮-5-氧正亮氨酸 N-羟-N-甲酰甘氨酸 与天冬氨酸类似 （羽田杀菌素）
H2O+O2
H2O 2
H2O+O2 H2O2 （人类和灵长类动物、 爬虫、鸟类）
（灵长类以外的哺乳动物） 尿酸氧化酶
尿囊素
尿酸
H2O （植物）
尿囊 素酶
CO2+H2O2
尿囊酸酶
2H2O+O2
（鱼类、两栖类）
尿囊酸
尿素
2H2O
+
乙醛酸
H2O
脲酶
4NH3 + 2CO2
（海洋无脊椎动物）
别嘌呤醇作用的机理：
⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸（IMP）
PRPP— 核苷酸核糖磷酸部分的供体
关键酶
IMP合成的特点：
IMP是在磷酸核糖 分子上逐步合成的， 而不是首先单独合成 嘌呤碱，再与磷酸核 糖结合的。
嘌呤及嘌呤代谢
●嘌呤及嘌呤代谢嘌呤purine;Pu;Pur，一类带碱性有两个相邻的碳氮环的含氮化合物，是核酸的组成成分。
DNA和RNA中的嘌呤组成均为腺嘌呤和鸟嘌呤。
此外，核酸中还发现有许多稀有嘌呤碱。
其应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；核酸与基因（二级学科）。
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嘌呤：是存在人体内的一种物质，主要以嘌呤核苷酸的形式存在，在作为能量供应、代谢调节及组成辅酶等方面起着十分重要的作用。
嘌呤是有机化合物，分子式C5H4N4，无色结晶，在人体内嘌呤氧化而变成尿酸，人体尿酸过高就会引起痛风。
海鲜，动物的肉的嘌呤含量都比较高，所以，有痛风的病人除用药物治疗外(医治痛风的药物一般对肾都有损害)，更重要的是平时注意忌口。
嘌呤与疾病嘌呤（purine，又称普林）经过一系列代谢变化，最终形成的产物（2，6，8-三氧嘌呤）又叫尿酸。
嘌呤的来源分为内源性嘌呤80﹪来自核酸的氧化分解，外源性嘌呤主要来自食物摄取，占总嘌呤的20﹪，尿酸在人体内没有什么生理功能，在正常情况下，体内产生的尿酸，2／3由肾脏排出，余下的1／3从肠道排出。
体内尿酸是不断地生成和排泄的，因此它在血液中维持一定的浓度。
正常人每升血中所含的尿酸，男性为0.42毫摩尔/升以下，女性则不超过0.357毫摩尔/升。
在嘌呤的合成与分解过程中，有多种酶的参与，由于酶的先天性异常或某些尚未明确的因素，代谢发生紊乱，使尿酸的合成增加或排出减少，结果均可引起高尿酸血症。
当血尿酸浓度过高时，尿酸即以钠盐的形式沉积在关节、软组织、软骨和肾脏中，引起组织的异物炎症反应，成了引起痛风的祸根。
嘌呤合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。
1.嘌呤核苷酸的从头合成肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。
嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等。
人体内嘌呤分解代谢的最终产物
人体内嘌呤分解代谢的最终产物
当人体内嘌呤代谢发生时，嘌呤会被分解为尿酸，成为嘌呤代谢的最终产物。
嘌呤是一种存在于许多食物中的化合物，包括肉类、海鲜、豆类等。
当我们食用这些含有嘌呤的食物时，嘌呤会进入我们的体内。
嘌呤代谢是一个复杂的过程，它涉及多个酶和代谢途径。
首先，嘌呤被酶类分解成次黄嘌呤，然后再进一步分解为黄嘌呤。
最终，黄嘌呤被酶类氧化为尿酸。
尿酸是一种由四个氮原子和四个环状结构组成的有机化合物。
它在人体内通过肾脏进行过滤和排泄。
大部分尿酸会被排泄到尿液中，一小部分则通过胆汁进入消化系统。
正常情况下，人体能够维持嘌呤代谢的平衡。
然而，如果嘌呤摄入过多或者尿酸排泄受阻，尿酸水平可能会升高，导致尿酸结晶沉积在关节和组织中，引发痛风等相关疾病。
为了维持嘌呤代谢的平衡，有一些饮食和生活方式的建议。
这包括减少高嘌呤食物的摄入，增加水果、蔬菜和全谷物的摄入，保持适当的体重，限制酒精和含糖饮料的消耗，并保持足够的水分摄入，以促进尿酸的排泄。
总结起来，人体内嘌呤代谢的最终产物是尿酸。
了解嘌呤代谢的基本过程以及维持嘌呤代谢平衡的重要性，有助于我们采取适当的措施来维持身体健康。
分解嘌呤的嘌呤酶-概述说明以及解释
分解嘌呤的嘌呤酶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述嘌呤酶是一种重要的酶类，它在生物体内起着至关重要的作用。
嘌呤是一种重要的有机化合物，它参与了许多关键的生物过程，包括DNA和RNA的合成、能量传递以及细胞信号传导等。
嘌呤酶作为一类催化剂，能够加速嘌呤的降解和转化，从而维持生物体内嘌呤代谢的平衡。
嘌呤酶的分类和特点涵盖了多个方面。
根据其催化的反应类型，嘌呤酶可分为嘌呤核苷酸降解酶和嘌呤碱基转化酶两大类。
嘌呤核苷酸降解酶主要参与嘌呤核苷酸的降解，将其分解为嘌呤碱基和核糖或脱氧核糖。
而嘌呤碱基转化酶主要参与嘌呤碱基的转化和转运，使其能够被有效利用或排泄。
嘌呤酶在生物体内的功能十分广泛。
首先，嘌呤酶参与了DNA和RNA 的合成，保证了遗传物质的正常复制和传递。
其次，嘌呤酶还参与了能量传递过程中的关键反应，使细胞能够高效地获得和利用能量。
此外，嘌呤酶还在细胞分裂和生长、免疫系统的正常功能以及神经递质的合成等方面发挥着重要的作用。
嘌呤酶的研究对于揭示生物体内嘌呤代谢的机制具有重要意义。
通过研究嘌呤酶的结构和功能，可以深入了解嘌呤的合成、降解和转化的途径及调控机制。
此外，嘌呤酶还被广泛应用于医学领域和农业生产中。
在医学上，嘌呤酶可以作为治疗某些疾病的靶点，例如痛风等与嘌呤代谢紊乱相关的疾病。
在农业生产中，嘌呤酶可以被应用于改良作物品质和抗逆性能的研究。
嘌呤酶的研究领域虽然具有广阔的前景，但也面临着一些挑战。
首先，嘌呤酶的结构和功能复杂多样，其研究需要从多个层面上进行，包括分子水平、细胞水平和生物体水平等。
其次，嘌呤酶的调控机制较为复杂，涉及到许多调控因子和信号通路的参与，这需要进行深入的研究和探索。
同时，对于嘌呤酶的应用研究也需要进一步完善和开展。
综上所述，嘌呤酶作为一种重要的酶类，在生物体内具有不可替代的作用。
通过深入研究嘌呤酶的结构、功能和调控机制，可以为我们揭示嘌呤代谢的奥秘，并且在医学和农业领域中应用其研究成果，促进人类健康和农业发展。
植物嘌呤代谢
植物嘌呤代谢
植物嘌呤代谢是指植物体内对嘌呤类化合物的合成、分解和转化过程。
嘌呤是一种含氮有机化合物，在植物体内具有重要的生理功能，参与多种代谢途径和生长发育过程。
植物体内嘌呤代谢主要包括两个方面：嘌呤核苷酸的合成和嘌呤碱基的分解。
1. 嘌呤核苷酸的合成：嘌呤核苷酸是嘌呤代谢的重要产物，包括腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
植物体内嘌呤核苷酸的合成通常经过两个途径：一个是通过腺苷酸合成途径，由腺苷酸途径中的腺苷酸二磷酸化酶、腺苷酸转氨酶等酶催化嘌呤核苷酸的合成；另一个是通过甲基腺苷酸途径，通过甲基化反应链合成嘌呤核苷酸。
2. 嘌呤碱基的分解：植物体内的嘌呤碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、黄嘌呤等。
嘌呤碱基的分解产生尿酸，通过尿酸氧化酶作用进一步转化为二氧化尿酸。
植物体内的嘌呤碱基分解是一个重要的嘌呤代谢途径，它可以释放出碱基成分，提供氮源和碳源，参与细胞核酸的合成和维持细胞的正常生理功能。
嘌呤代谢在植物的生长发育、逆境应答、胁迫耐受等方面发挥重要作用。
例如，嘌呤代谢与植物生长发育的关系密切，嘌呤核苷酸的合成与植物的核酸、蛋白质、酶等的合成有关；嘌呤碱基的分解与植物的能量代谢、呼吸作用、色素合成等有关。
此外，嘌呤代谢在植物逆境应答和胁迫耐受方面也有重要作用，植物在逆境环境下，如干旱、盐碱、低温等，嘌呤代谢通常会
发生变化，有助于植物适应和抵御逆境。
总之，植物嘌呤代谢是一个复杂而重要的生物化学过程，对植物的生理代谢和逆境应答具有重要影响。
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嘌呤的代谢过程
嘌呤的代谢过程：合成代谢和分解代谢。
1.合成代谢。
合成代谢是利用磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位磷等原料合成嘌呤核苷酸的过程，称为从头合成途径。
以及利用体内游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程，称补救合成途径两个途径。
2.分解代谢。
细胞中的核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷，核苷经核苷磷酸化酶作用，磷酸解成自由的碱基及核糖-1-磷酸。
嘌呤碱基可以参加核苷酸的补救合成，也可以进一步水解。
人体内，嘌呤碱基最终分解生成尿酸，随尿排出体外。
在嘌呤的分解代谢过程中，有多种酶的参与，由于酶的先天性异常代谢发生紊乱，使尿酸的合成增加或排出减少，均可引起高尿酸血症。
当血尿酸浓度过高时，尿酸即以钠盐的形式沉积在关节、软组织、软骨和肾脏中，从而引起痛风。