嘌呤代谢

许多生物利用代谢途径来合成或分解嘌呤。

生物合成

嘌呤在生物合成中会合成为核苷酸，特别是核醣核苷酸，即核糖-5-磷酸。主要的调节步驟为PRPP合成酶产生磷酸核糖焦磷酸(PRPP)的反应，这个步驟受无机磷酸盐活化及受嘌呤核苷酸抑制。但这个步驟并不是合成嘌呤的关鍵步驟，因为PRPP也用于嘧啶的合成和补救途径。第一个关鍵步驟为PRPP、穀氨醯胺和水反应，产生5'-磷酸核醣胺、穀氨醯胺和焦磷酸盐，这个步驟受焦磷酸转移酶催化，而此酵素又受PRPP活化，受AMP、GMP和IMP抑制。

腺嘌呤和鸟嘌呤皆由肌苷酸(IMP)衍生而来，若要合成一个完整的嘌呤环，反应中肌苷酸为第一个化合物。

肌苷酸由預先存在的核糖-磷酸透过复杂的途径合成。以5号碳和4号氮代表，嘌呤环中的碳和磷原子的来源有很多。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，甲醯基受辅酶四氫叶酸转移成10-甲醯四氫叶酸，及由碳酸氫盐提供碳原子(1)。甲醯基建立了嘌呤环中第2号位置及第八位置的碳，这两个碳作为与两个氮原子的桥梁。

GMP

肌苷酸脫氫酶将肌苷酸(IMP)转换成黄苷一磷酸(XMP)。
GMP合成酶将XMP转换成单磷酸鸟苷(GMP)。
GMP还原酶将GMP转回IMP。

AMP

腺苷酸基琥珀酸合成酶将IMP转换成腺苷酸基琥珀酸。
腺苷酸基琥珀酸裂解酶将腺苷酸基琥珀酸转换成单磷酸腺苷(AMP)。
AMP脫氫酶将AMP转回成IMP。

降解

嘌呤会受许多酵素分解

鸟嘌呤

核酸酶会解离核苷酸。
- 核苷酸酶产生腺苷，然后腺苷脫氨酶产生肌苷。
- 两择一：AMP脫氫酶产生肌苷酸；核苷酸酶产生肌苷。
嘌呤核苷磷酸化酶(PNPase)与肌苷反应产生次黄嘌呤。
黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤生物转化成黄嘌呤的反应。
黄嘌呤氧化酶与黄嘌呤反应产生尿酸

补救途径

食物中氨基酸反转的嘌呤也可能在新的氨基酸中补救和重新利用。

腺嘌呤磷酸核糖转移酶APRT补救腺嘌呤。
次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)补救鸟嘌呤和次黄嘌呤。(HGPRT的基因缺陷会造成尼氏乃罕症候群。)

失调

当嘌呤或嘧啶代谢循环中，因基因缺失而产生缺口，使这些化学物质沒有适当的代谢，且成人或孩童皆有机会罹患任何一种28种中遺传性嘌呤代谢异常，可能还有更多尚未发现的异常。症狀包含痛风、貧血、癲癇、发展遲緩、失聰、肾功能衰竭或肾结石，或免疫力下降。

药物疗法

嘌呤代谢作用的调节具有药物治疗的价值。

嘌呤合成抑制剂抑制細胞的增生，特别是白血球。这些抑制剂包含硫唑嘌呤，其为器官移植和自体免疫性疾病(如类风濕性关节炎或炎症性肠病：克隆氏症和溃瘍性结肠炎)中会使用的免疫抑制剂。

霉酚酸酯是一种免疫抑制剂药物，可避免器官移植的排斥作用，它的作用原理为阻碍肌醇单磷酸脫氫酶进行嘌呤合成反应。氨甲蝶呤以阻碍叶酸(二氫叶酸还原酶的抑制剂)的代谢作用来直接抑制嘌呤合成。

别嘌醇可以抑制黄嘌呤氧化酶的药物，并可降低体内尿酸的水平。这个药物可用来治疗痛风，因为造成痛风主要原因是尿酸在关节中形成结晶。

外部链接