25.1 嘌呤核苷酸的代谢
核酸的基本结构单位是核苷酸，核苷酸可分解为核苷和磷酸。核苷进一步分解为碱基(嘌呤碱和嘧啶碱)与戊糖。
25.1.1 嘌呤核苷酸的结构
(1)碱基-嘌呤碱 核酸中常见的嘌呤碱有腺嘌呤和鸟嘌呤，它们由母体化合物嘌呤衍生而来。天然存在的重要嘌呤碱还有次黄嘌呤、黄嘌呤、尿酸等，次黄嘌呤与黄嘌呤是分解代谢的中间产物，尿酸是人、猿和鸟类分解代谢的最终产物。
图25-1 嘌呤碱的化学结构
(2)核苷 核苷由核糖和碱基缩合而成。核糖的C1′与嘌呤碱的N9相连接。其结构如下：
图25-2 核糖(左)与核苷(右，腺苷)的化学结构
(3)核苷酸 核苷中的核糖羟基被磷酸酯化生成核苷酸。常见的核苷酸有腺嘌呤核苷酸(AMP)、鸟嘌呤核苷酸(GMP)等，其结构举例如下：
图25-3 核苷酸(5′-腺苷酸)的化学结构
25.1.2 嘌呤核苷酸的合成
嘌呤的内源性合成主要在肝内进行，先由5′-磷酸核糖与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，然后在谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸胺转移酶(Glutamine-5-phospho-ribosylpyrophosphate amido-transferase,GRPPAT)作用下与谷氨酰胺形成1-氨基-5′-磷酸核糖，这是最关键的一步。这一步可受核苷酸(腺苷酸，鸟苷酸和次黄嘌呤核苷酸)的抑制。然后又在甘氨酸、甲酸等作用下转变成次黄嘌呤核苷酸。谷氨酸的同类物重氮丝氨酸对此有抑制作用。次黄嘌呤核苷酸是最重要的核苷酸，并由此转变成其他嘌呤核苷酸；也可由此分解代谢产生次黄嘌呤、黄嘌呤及尿酸。另一重要步骤是依靠次黄嘌呤-鸟嘌噙磷酸核糖转移酶(HGPRT)将次黄嘌呤及鸟嘌呤转变成这二种嘌噙的核苷酸，借此控制尿酸的产量。当这种酶缺乏时，便失去控制，尿酸大量产生。同样，当合成嘌呤的底物增多，如5′-磷酸核糖焦磷酸增加及/或谷氨酰胺增多，或鸟嘌呤核苷酸，腺嘌呤核苷酸，次黄嘌呤核酸不足，则对合成1-氨基-5′-磷酸核糖的反馈减弱，嘌呤合成增多。前者见于PRPP合成酶活性增高，后者见于HGPRT缺乏。
通过同位素稀释法测定，发现参予代谢的尿酸库男性为1200mg(800～1600mg)，女性为600mg。1/5在血浆，4/5在血管外体液中。特发性高尿酸血症者尿酸库增至1600～4000mg。有痛风者则尿酸库可增至2～7.5倍。尿酸库的尿酸65%即7000mg在不断更新，痛风患者的更新可达5～10g。
口服同位素发现N15甘氨酸后，发现约1/3痛风病人尿内排泄的尿酸N15比正常人多，在第3～4天达高峰。如把数日小便加起来。则所排泄的同位素总量较正常人大3倍。HGPRT缺乏者在上述试验中，尿同位素排量可较正常人增加15～20倍。上述结果表明这类病人体内嘌呤合成代谢增多，当然还有一部位病人尿同位素增加不显著，可能与肾脏排泄尿酸过少有关。
25.1.3 嘌呤核苷酸的分解
(1)腺嘌呤核苷酸→次黄嘌呤核苷酸 通过AMP氨基水解酶的作用，经脱氨基反应，腺嘌呤核苷酸转化成为次黄嘌呤核苷酸。
(2)次黄嘌呤核苷酸←→次黄嘌噙 通过次黄嘌呤磷酸核糖基转酶使核糖部分被分解出来，因加入无机磷酸而转化成磷酸核糖焦磷酸(PRPP)，留下游离的次黄嘌呤。此反应是可逆的。
痛风患者体内可能部分缺乏这种酶，患遗传性代谢缺陷病者-自毁容貌综合征(Lesch Nyhan二氏综合征)的病人，体内完全缺乏此酶，可出现严重的智力低下与自我残毁等症状，还产生大量尿酸并引起结石。
①谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转移酶 ②次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
③磷酸核糖焦磷酸合成酶 ④腺嘌呤磷酸核糖转移酶
⑤腺苷脱胺酶 ⑥嘌呤核苷酸化酶
⑦5′-核苷酸酶 ⑧黄嘌噙氧化酶。PRPP：磷酸核糖焦磷酸
图25-4 嘌呤核苷酸的合成
(3)次黄嘌呤→黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶使次黄嘌呤在C-2被氧化而生成黄嘌呤与过氧化氢。
黄嘌呤尿症的患者体内严重缺乏或无这种酶，患者的尿酸形成减少，趋向于形成次黄嘌呤或黄嘌呤的结石。
(4)黄嘌呤→尿酸 同样在黄嘌呤氧化酶的催化下，使五元环中的C-8被氧化，而形成尿酸，人体嘌呤的分解代谢到此为止，除人、猿以外的其它动物，代谢还可继续进行生成尿囊素、尿素或氨。
(5)鸟嘌呤核苷酸←→鸟嘌呤 该反应同样受次黄嘌呤磷酸核糖基转称酶的催化，与次黄嘌呤核苷酸→次黄嘌呤的反应相似。
(6)鸟嘌呤→黄嘌呤 鸟嘌呤酶使C-2上的氨基被羟基取代。
各反应步骤如下：
尿酸排泄途径有三：20～25%的尿酸从肠道排泄。肠道细菌有尿酸酶，使尿酸转变成尿囊素，最后分解为二氧化碳和所随粪便一起排出。细胞内分解约2%。其余均由肾脏排泄。肾小球滤过后约为血浆中尿酸的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。分泌部分代表总尿尿酸的80%，分泌部位在近端还是远端肾小管尚未完全清楚。重吸收和分泌可能都在近曲小管。肾小管重吸收研究表明：尿酸清除/肌酐清除=0.1，肌酐清除量远大于尿酸清除；肾小管分泌研究显示尿酸清除/肌酐清除〉1。这一现象可以解释某些药物的副作用，如阿斯匹林，保泰松、丙碘舒在小剂量时可减少肾小管的尿酸分泌而减少了尿酸，大剂量时则重吸收减少大于分泌减少，所以增加尿酸的排泄。
在普食情况下，24h尿酸平均为750mg·d-1(或尿酸氮200mg·d-1)。忌嘌呤饮食下为350mg·d-1。尿酸在尿中以尿酸或尿酸盐形式存在，尿越呈碱性，则以尿酸盐的形式存在越多。后者的溶解度较前者大17倍。所以酸性尿易形成肾结石或沉积于肾髓质。
图25-5 嘌呤核苷酸的分解
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