一、嘌呤核苷酸的合成
體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑：①利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料合成嘌呤核苷酸的過程,稱為從頭合成途徑(denovo synthesis)，是體內(nèi)的主要合成途徑。②利用體內(nèi)游離嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)簡單反應(yīng)過程生成嘌呤核苷酸的過程，稱重新利用(或補(bǔ)救合成)途徑(saluage pathway)。在部分組織如腦、骨髓中只能通過此途徑合成核苷酸。
(一)嘌呤核苷酸的從頭合成
早在1948年，Buchanan等采用同位素標(biāo)記不同化合物喂養(yǎng)鴿子，并測定排出的尿酸中標(biāo)記原子的位置的同位素示蹤技術(shù)，證實(shí)合成嘌呤的前身物為：氨基酸(甘氨酸、天門冬氨酸、和谷氨酰胺)、CO2和一碳單位(N10甲酰FH4，N、N10－甲炔FH4)(圖8－3)。
圖8－3 嘌呤環(huán)合成的原料來源
隨后，由Buchanan和Greenberg等進(jìn)一步搞清了嘌呤核苷酸的合成過程。出人意料的是，體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤堿基，然后再與核糖及磷酸結(jié)合，而是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上逐步合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸的從頭合成主要在胞液中進(jìn)行，可分為兩個(gè)階段：首先合成次黃嘌呤核苷酸(inosine monophosphate IMP)；然后通過不同途徑分別生成AMP和GMP。下面分步介紹嘌呤核苷酸的合成過程。
1.IMP的合成：IMP的合成包括11步反應(yīng)：(圖8－4)
圖8-4 IMP的合成
(1)5－磷酸核糖的活化：嘌呤核苷酸合成的起始物為α－D－核糖－5－磷酸，是磷酸戊糖途徑代謝產(chǎn)物。嘌呤核苷酸生物合成的第一步是由磷酸戊糖焦磷酸激酶(ribose phosphate pyrophosphohinase)催化，與ATP反應(yīng)生成5－磷酸核糖－α－焦磷酸(5-phosphorlbosylα-pyrophosphate PRPP)。此反應(yīng)中ATP的焦磷酸根直接轉(zhuǎn)移到5-磷酸核糖C1位上。PRPP同時(shí)也是嘧啶核苷酸及組氨酸、色氨酸合成的前體。因此，磷酸戊糖焦磷酸激酶是多種生物合成過程的重要酶，此酶為一變構(gòu)酶，受多種代謝產(chǎn)物的變構(gòu)調(diào)節(jié)。如PPi和2，3-DPG為其變構(gòu)激活劑。ADP和GDP為變構(gòu)抑制劑。
(2)獲得嘌呤的N9原子：由磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶(amidophosphoribosyl transterase)催化，谷氨酰胺提供酰胺基取代PRPP的焦磷酸基團(tuán)，形成β-5-磷酸核糖胺(β-5-phosphoribasylamine PRA)。此步反應(yīng)由焦磷酸的水解供能，是嘌呤合成的限速步驟。酰胺轉(zhuǎn)移酶為限速酶，受嘌呤核苷酸的反饋抑制。
(3)獲得嘌呤C4、C5和N7原子：由甘氨酰胺核苷酸合成酶(glycinamide ribotide synthetase)催化甘氨酸與PRA縮合，生成甘氨酰胺核苷酸(glycinamide ribotide,GAR)。由ATP水解供能。此步反應(yīng)為可逆反應(yīng)，是合成過程中唯一可同時(shí)獲得多個(gè)原子的反應(yīng)。
(4)獲得嘌呤C8原子：GAR的自由α-氨基甲酰化生成甲酰甘氨酰胺核苷酸(formylglycinamide ribotide FGAR)。由N10-甲酰-FH4提供甲�；４呋朔磻�(yīng)的酶為GAR甲酰轉(zhuǎn)移酶(GAr transtormylase)。
(5)獲得嘌呤的N3原子：第二個(gè)谷氨酰胺的酰胺基轉(zhuǎn)移到正在生成的嘌呤環(huán)上，生成甲酰甘氨脒核苷酸(formylglycinamidine ribotide,FGAM)。此反應(yīng)為耗能反應(yīng)，由ATP水解生成ADP＋Pi，供能。
(6)嘌呤咪唑環(huán)的形成：FGAM經(jīng)過耗能的分子內(nèi)重排，環(huán)化生成5－氨基咪唑核苷酸(5－aminoimidazole ribotide,AIR)。
(7)獲得嘌呤C6原子：C6原子由CO2提供，由AIR羧化酶(AIr carboxylase)催化生成羧基氨基咪唑核苷酸(carboxyamino imidazole ribotide,CAIR)。醫(yī)學(xué) 全在.線提供
(8)獲得N1原子：由天門冬氨酸與AIR縮合反應(yīng)，生成5－氨基咪唑－4－(N－琥珀酰胺)核苷酸(4－aminoimidazole－4－(N－succinylocarboxamide)ribotide,SACAIR)。此反應(yīng)與(3)步相似，由ATP水解供能。
(9)去除延胡索酸：SACAIR在SACAIR甲酰轉(zhuǎn)移酶催化下脫去延胡索酸生成5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸(5－aminoimidazole－4－carboxamide ribotide,AICAR)。(8)、(9)兩步反應(yīng)與尿素循環(huán)中精氨酸生成鳥氨酸的反應(yīng)相似。
(10)獲得C2：嘌呤環(huán)的最后一個(gè)C原子由N10－甲酰－FH4提供，由AICAR甲酰轉(zhuǎn)移酶催化AICAR甲�；�5－甲酰胺基咪唑－4－甲酰胺核苷酸(5－formaminoimidazole－4carboxyamideribotide,FAICAR)。
(11)環(huán)化生成IMP：FAICAR脫水環(huán)化生成 IMP。與反應(yīng)(6)相反，此環(huán)化反應(yīng)無需ATP供能。
