嘌呤
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嘌呤(purine)，一類由一個嘧啶環(huán)和一個咪唑環(huán)稠合而成的雜環(huán)化合物，是合成核酸的主要成分。嘌呤本身不存在于自然界中，但其衍生物如腺嘌呤、鳥嘌呤和次黃嘌呤在生物體中大量存在。它們主要與核糖或脫氧核糖形成9-糖苷，并與磷酸生成核苷酸而存在于機(jī)體。腺嘌呤和鳥嘌呤與胸腺嘧啶、胞嘧啶是構(gòu)成 DNA和RNA 分子的四種堿基。這四種堿基的順序即組成生物的遺傳密碼。次黃嘌呤和黃嘌呤是嘌呤合成和分解代謝中的重要中間產(chǎn)物。此外，還有一些甲基化的嘌呤衍生物存在。三磷酸腺苷(ATP)幾乎是生物組織能夠直接利用的唯一能源。一些植物堿和輔酶中亦含有嘌呤化合物。可見，嘌呤化合物在生命現(xiàn)象中具有非常重要的作用。幾乎所有生物都能合成嘌呤化合物。分解代謝中，嘌呤核苷酸被水解成腺嘌呤和鳥嘌呤，它們或者經(jīng)回收途徑重新合成嘌呤核苷酸，或經(jīng)脫氨作用而生成黃嘌呤，再氧化成尿酸排出。嘌呤代謝紊亂，會引起尿酸含量升高而導(dǎo)致痛風(fēng)。許多天然嘌呤的類似物在臨床上用作抗腫瘤藥。天然咖啡堿是退熱藥的成分之一。
目錄 |
分布
嘌呤堿廣泛存在于所有生物中。其中腺嘌呤及鳥嘌呤是所有核酸的基本組份。在生物體中，還有次黃嘌呤、黃嘌呤及它們的進(jìn)一步氧化物尿酸。在一些核糖核酸分子中還可發(fā)現(xiàn)某些甲基化的嘌呤衍生物。除了這些與戊糖和磷酸構(gòu)成核苷酸分子的嘌呤堿外，在咖啡及茶葉中還存在咖啡堿（1，7-二甲基黃嘌呤）及可口堿(3，7-二甲基黃嘌呤)。
化學(xué)結(jié)核及理化性質(zhì)
嘌呤為無色晶體，熔點為217℃，微溶于水，其水溶液呈中性，但卻能與酸或堿生成鹽，并且有酮式和烯醇式的互變異構(gòu)作用。在生理pH值條件下主要以酮式存在。嘌呤堿強(qiáng)烈吸收波長為250～280nm的紫外光。
生物功能及其機(jī)制
生物體中次黃嘌呤、腺嘌呤和鳥嘌呤主要與核糖或2-脫氧核糖生成9-糖苷，分別稱作次黃苷（肌苷）、腺苷或鳥苷。它們在磷酸化后生成核苷酸，與嘧啶核苷酸一起聚合成核酸。腺嘌呤、鳥嘌呤及兩種嘧啶化合物同為組成遺傳密碼的“字母”，與遺傳信息的貯存及復(fù)制有關(guān)，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。腺嘌呤的三磷酸化合物稱5＇-三磷酸腺苷(ATP)，每分子ATP含有兩個高能磷酸鍵，是機(jī)體中主要高能化合物，為許多生理及生物化學(xué)作用的能量來源。
生物合成及代謝功能
幾乎所有生物都能從簡單化合物合成嘌呤化合物。嘌呤堿的合成一開始即沿著合成核苷酸的途徑進(jìn)行。先由核糖與磷酸合成5＇-磷酸核糖，又經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成中間產(chǎn)物5＇-磷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)，然后再經(jīng)氨基化而生成5＇-磷酸腺苷(AMP)和5＇-磷酸鳥苷(GMP)。細(xì)胞內(nèi)的嘌呤核苷酸在分解代謝中，被水解為腺嘌呤和鳥嘌呤，再經(jīng)脫氨基作用生成次黃嘌呤和黃嘌呤。它們既可以在腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(APRT)或次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 (HGPRT)作用下，經(jīng)回收合成途徑而被細(xì)胞重新利用，亦可進(jìn)一步氧化為尿酸排出。從核酸、核苷酸、核苷逐步降解而來的自由嘌呤堿有一部分重新利用來合成核苷酸及核酸，這樣比從5-磷酸核糖開始一步一步合成簡單經(jīng)濟(jì)得多，因此這種將代謝中形成的化合物用于生物合成的途徑稱為回收合成途徑。除靈長目外的動物體中，尿酸還會進(jìn)一步被氧化成尿囊素后方才被排出。
細(xì)胞中各種分解代謝，主要是糖酵解和三羧酸循環(huán)，所產(chǎn)生的能量大部分用于一磷酸腺苷 (AMP)的磷酸化以生成ATP，從而將能量儲存為高能磷酸鍵。ATP幾乎是生物組織細(xì)胞能夠直接利用的唯一能源。幾種維生素如煙酸、 遍多酸（泛酸）及核黃素（維生素B2）的活化形式也是含有磷酸腺苷的核苷酸。
臨床代謝紊亂和醫(yī)藥用途
嘌呤化合物分解代謝發(fā)生紊亂，就會使血清和組織中尿酸含量升高或過少（見嘌呤代謝紊亂及痛風(fēng)）。
大量的嘌呤類化合物已用作化學(xué)治療藥物。這些化合物通常是天然嘌呤的類似物，可干擾或阻斷核苷酸及核酸合成，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長，臨床上用作抗腫瘤藥物。如6-巰基嘌呤、8-氮雜鳥嘌呤等。另一類嘌呤類似物則能阻斷次黃苷酸的生物合成及次黃嘌呤和黃嘌呤氧化為尿酸的過程，防止尿酸的過量產(chǎn)生，可用于治療痛風(fēng)。這類藥物以別嘌呤醇為主，它是次黃嘌呤的類似物。天然的咖啡堿對人體有興奮、利尿作用，是常用退熱藥 APC中的成分之一。對于萊施－尼漢二氏綜合征，開始應(yīng)用基因診斷的手段，檢測胎兒中HGPRT基因的異常，從而及早終止妊娠，防止患兒的出生。
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