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生物化学与分子生物学/核苷酸的分解代谢
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{{Hierarchy header}} 食物中的[[核酸]]多与[[蛋白质]]结合为[[核蛋白]],在胃中受胃酸的作用,或在[[小肠]]中受[[蛋白酶]]作用,分解为核酸和蛋白质。核酸主要在[[十二指肠]]由胰[[核酸酶]](pancreatic nucleases)和小肠[[磷酸二酯酶]](phosphodiesterases)降解为[[单核苷酸]]。[[核苷酸]]由不同的[[碱基]]特异性[[核苷酸酶]](nucleotidases)和非特异性[[磷酸酶]](phosphatases)[[催化]],水解为[[核苷]]和[[磷酸]]。核苷可直接被小肠粘膜吸收,或在[[核苷酶]](nucleosidases)和核苷[[磷酸化酶]](nucleoside phosphorylases)作用下,水解为碱基,[[戊糖]]或1-磷酸戊糖: {{图片|gra7dkf2.jpg|}} 体内核苷酸的[[分解代谢]]与食物中核苷酸的[[消化]]过程类似,可降解生成相应的碱基,戊糖或1-[[磷酸核糖]]。1-磷酸核糖在磷酸核糖[[变位酶]]催化下转变为5-磷酸核糖,成为合成PRPP的原料。碱基可参加补救合成途径,亦可进一步分解。 ==一、嘌呤的分解代谢== 嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下,脱去磷酸成为嘌呤核苷,嘌呤核苷在[[嘌呤核苷磷酸化酶]](purine nucleoside phosphorylase,PNP)的催化下转变为嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可经水解,[[脱氨]]及[[氧化作用]]生成[[尿酸]](图8-15) {{图片|gra7dr8k.jpg|嘌呤核苷酸的分解代谢}} 图8-15 嘌呤核苷酸的分解代谢 哺乳动物中,[[腺苷]]和[[脱氧腺苷]]不能由PNP分解,而是在核苷和核苷酸水平上分别由腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA)和[[腺苷酸]]脱氨酸(AMPdeaminase)催化脱氨生成[[次黄嘌呤核苷]]或次黄嘌呤核苷酸。它们再水解成[[次黄嘌呤]],并在[[黄嘌呤氧化酶]](xanthineoxidase)的催化下逐步氧化为[[黄嘌呤]]和尿酸(uric acid)。ADA的遗传性缺乏,可选择性清除[[淋巴细胞]],导致[[严重联合免疫缺陷病]](Severecombined immunodeficiency olisease,SCID)。 体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在[[肝脏]]、小肠及[[肾脏]]中进行。正常[[生理]]情况下,嘌呤合成与分解处于相对平衡状态,所以尿酸的生成与[[排泄]]也较恒定。正常人[[血浆]]中尿酸含量约0.12~0.36mmol/L(2~6mg/dl)。男性平均为0.27mmol/L(4.5mg/dl),女性平均为0.21mmol/L(3.5mg/dl)左右。当体内核酸大量分解([[白血病]]、[[恶性肿瘤]]等)或食入高嘌呤食物时,血中尿酸水平升高,当超过0.48mmol/L(8mg/dl)时,[[尿酸盐]]将过饱合而形成结晶,沉积于[[关节]]、软组织、[[软骨]]及肾等处,而导致[[关节炎]]、尿路[[结石]]及肾疾患,称为[[痛风]]症。痛风症多见于成年男性,其发病机理尚未阐明。临床上常用[[别嘌呤醇]](allopurinol)治疗痛风症。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构类似,只是[[分子]]中N8,与C2互换了位置,故可抑制黄嘌呤氧化酶,从而抑制尿酸的生成。同时,别嘌呤在体内经[[代谢]]转变,与PRPP生成别嘌呤核苷酸,不仅消耗了PRPP,使其含量下降,而且还能[[反馈]]抑制PRPP酰胺[[转移酶]],阻断嘌呤核苷酸的[[从头合成]]。 ==二、[[嘧啶核苷酸]]的分解代谢== {{图片|gra7dhjt.jpg|}} 嘧啶核苷酸的分解代谢途径与嘌呤核苷酸相似。首先通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用,分别除去磷酸和[[核糖]],产生的[[嘧啶]]碱再进一步分解。嘧啶的分解代谢主要在肝脏中进行。分解代谢过程中有脱氨基、氧化、还原及脱羧基等反应。[[胞嘧啶]]脱氨基转变为[[尿嘧啶]]。尿嘧啶和[[胸腺嘧啶]]先在二氢嘧啶[[脱氢酶]]的催化下,由NADPH+H+供氢,分别还原为[[二氢尿嘧啶]]和二氢胸腺嘧啶。二氢嘧啶酶催化嘧啶环水解,分别生成β-[[丙氨酸]](β-alanine)和β-[[氨基异丁酸]](β-aminosiobutyrate)。β-丙氨酸和β氨基异丁酸可继续分解代谢。β-氨基异丁酸亦可随尿排出体外。食入含[[DNA]]丰富的食物、经[[放射线]]治疗或[[化学]]治疗的患者,以及白血病患者,尿中β-氨基异丁酸排出量增多。嘧啶核苷酸分解代谢见图8-16。 {{图片|gra7do53.jpg|嘧啶核苷酸的分解代谢}} 图8-16 嘧啶核苷酸的分解代谢 {{Hierarchy footer}} {{生物化学与分子生物学图书专题}}
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