營養學/嘌呤核苷酸的代謝

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臨床營養學

痛風
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核酸的基本結構單位是核苷酸，核苷酸可分解為核苷和磷酸。核苷進一步分解為鹼基（嘌呤鹼和嘧啶鹼）與戊糖。

25.1.1　嘌呤核苷酸的結構

（1）鹼基-嘌呤鹼核酸中常見的嘌呤鹼有腺嘌呤和鳥嘌呤，它們由母體化合物嘌呤衍生而來。天然存在的重要嘌呤鹼還有次黃嘌呤、黃嘌呤、尿酸等，次黃嘌呤與黃嘌呤是分解代謝的中間產物，尿酸是人、猿和鳥類分解代謝的最終產物。

嘌呤鹼的化學結構

圖25-1 嘌呤鹼的化學結構

（2）核苷核苷由核糖和鹼基縮合而成。核糖的C₁_′與嘌呤鹼的N₉相連接。其結構如下：

核糖（左）與核苷（右，腺苷）的化學結構

圖25－2　核糖（左）與核苷（右，腺苷）的化學結構

（3）核苷酸核苷中的核糖羥基被磷酸酯化生成核苷酸。常見的核苷酸有腺嘌呤核苷酸（AMP）、鳥嘌呤核苷酸（GMP）等，其結構舉例如下：

核苷酸（5′-腺苷酸）的化學結構

圖25-3 核苷酸（5′-腺苷酸）的化學結構

25.1.2　嘌呤核苷酸的合成

嘌呤的內源性合成主要在肝內進行，先由5′-磷酸核糖與ATP在磷酸核糖焦磷酸合成酶催化下合成5′-磷酸核糖焦磷酸，然後在谷氨醯胺磷酸核糖焦磷酸胺轉移酶（Glutamine-5-phospho-ribosylpyrophosphateamido-transferase,GRPPAT）作用下與谷氨醯胺形成1-氨基-5′-磷酸核糖，這是最關鍵的一步。這一步可受核苷酸（腺苷酸，鳥苷酸和次黃嘌呤核苷酸）的抑制。然後又在甘氨酸、甲酸等作用下轉變成次黃嘌呤核苷酸。谷氨酸的同類物重氮絲氨酸對此有抑制作用。次黃嘌呤核苷酸是最重要的核苷酸，並由此轉變成其他嘌呤核苷酸；也可由此分解代謝產生次黃嘌呤、黃嘌呤及尿酸。另一重要步驟是依靠次黃嘌呤-鳥嘌噙磷酸核糖轉移酶（HGPRT）將次黃嘌呤及鳥嘌呤轉變成這二種嘌噙的核苷酸，藉此控制尿酸的產量。當這種酶缺乏時，便失去控制，尿酸大量產生。同樣，當合成嘌呤的底物增多，如5′-磷酸核糖焦磷酸增加及/或谷氨醯胺增多，或鳥嘌呤核苷酸，腺嘌呤核苷酸，次黃嘌呤核酸不足，則對合成1-氨基-5′-磷酸核糖的反饋減弱，嘌呤合成增多。前者見於PRPP合成酶活性增高，後者見於HGPRT缺乏。

通過同位素稀釋法測定，發現參予代謝的尿酸庫男性為1200mg（800～1600mg），女性為600mg。1/5在血漿，4/5在血管外體液中。特發性高尿酸血症者尿酸庫增至1600～4000mg。有痛風者則尿酸庫可增至2～7.5倍。尿酸庫的尿酸65%即7000mg在不斷更新，痛風患者的更新可達5～10g。

口服同位素髮現N¹⁵甘氨酸後，發現約1/3痛風病人尿內排泄的尿酸N¹⁵比正常人多，在第3～4天達高峰。如把數日小便加起來。則所排泄的同位素總量較正常人大3倍。HGPRT缺乏者在上述試驗中，尿同位素排量可較正常人增加15～20倍。上述結果表明這類病人體內嘌呤合成代謝增多，當然還有一部位病人尿同位素增加不顯著，可能與腎臟排泄尿酸過少有關。

25.1.3　嘌呤核苷酸的分解

（1）腺嘌呤核苷酸→次黃嘌呤核苷酸通過AMP氨基水解酶的作用，經脫氨基反應，腺嘌呤核苷酸轉化成為次黃嘌呤核苷酸。

（2）次黃嘌呤核苷酸←→次黃嘌噙通過次黃嘌呤磷酸核糖基轉酶使核糖部分被分解出來，因加入無機磷酸而轉化成磷酸核糖焦磷酸（PRPP），留下游離的次黃嘌呤。此反應是可逆的。

痛風患者體內可能部分缺乏這種酶，患遺傳性代謝缺陷病者-自毀容貌症候群（Lesch Nyhan二氏症候群）的病人，體內完全缺乏此酶，可出現嚴重的智力低下與自我殘毀等症状，還產生大量尿酸並引起結石。

①谷氨醯胺磷酸核糖焦磷酸轉移酶　②次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶③磷酸核糖焦磷酸合成酶　④腺嘌呤磷酸核糖轉移酶⑤腺苷脫胺酶⑥嘌呤核苷酸化酶⑦5′-核苷酸酶　⑧黃嘌噙氧化酶。PRPP：磷酸核糖焦磷酸

圖25-4 嘌呤核苷酸的合成

（3）次黃嘌呤→黃嘌呤黃嘌呤氧化酶使次黃嘌呤在C-2被氧化而生成黃嘌呤與過氧化氫。

黃嘌呤尿症的患者體內嚴重缺乏或無這種酶，患者的尿酸形成減少，趨向於形成次黃嘌呤或黃嘌呤的結石。

（4）黃嘌呤→尿酸同樣在黃嘌呤氧化酶的催化下，使五元環中的C-8被氧化，而形成尿酸，人體嘌呤的分解代謝到此為止，除人、猿以外的其它動物，代謝還可繼續進行生成尿囊素、尿素或氨。

（5）鳥嘌呤核苷酸←→鳥嘌呤該反應同樣受次黃嘌呤磷酸核糖基轉稱酶的催化，與次黃嘌呤核苷酸→次黃嘌呤的反應相似。

（6）鳥嘌呤→黃嘌呤鳥嘌呤酶使C-2上的氨基被羥基取代。

各反應步驟如下：

尿酸排泄途徑有三：20～25%的尿酸從腸道排泄。腸道細菌有尿酸酶，使尿酸轉變成尿囊素，最後分解為二氧化碳和所隨糞便一起排出。細胞內分解約2%。其餘均由腎臟排泄。腎小球濾過後約為血漿中尿酸的95%。而其中98%被近端小管重吸收。尿酸排泄主要依靠明小管再分泌。分泌部分代表總尿尿酸的80%，分泌部位在近端還是遠端腎小管尚未完全清楚。重吸收和分泌可能都在近曲小管。腎小管重吸收研究表明：尿酸清除/肌酐清除=0.1，肌酐清除量遠大於尿酸清除；腎小管分泌研究顯示尿酸清除/肌酐清除〉1。這一現象可以解釋某些藥物的副作用，如阿斯匹林，保泰松、丙碘舒在小劑量時可減少腎小管的尿酸分泌而減少了尿酸，大劑量時則重吸收減少大於分泌減少，所以增加尿酸的排泄。