Question

嘧啶和嘌呤在结构上有什么区别?

Answer 1

嘧啶（,1,3-二氮杂苯）是一种杂环化合物.嘧啶由2个氮原子取代苯分子间位上的2个碳形成,是一种二嗪.和吡啶一样,嘧啶保留了芳香性.
嘧啶与核酸形成DNA和RNA的五种碱基中,有三种是嘧啶的衍生物：胞嘧啶（Cytosine）,胸腺嘧啶（Thymine）,尿嘧啶（Uracil）.
Image:Cytosinechemicalstructure.png|胞嘧啶
Image:Thyminechemicalstructure.png|胸腺嘧啶
Image:Uracilchemicalstructure.png|尿嘧啶
其中胸腺嘧啶只能出现在脱氧核糖核酸中,尿嘧啶只能出现在核糖核酸中,而胞嘧啶两者均可.在碱基互补配对时,胸腺嘧啶或尿嘧啶与腺嘌呤以2个氢键结合,胞嘧啶与鸟嘌呤以3个氢键结合.
杂环化合物嘌呤与尿酸的代谢异常是痛风最重要的生物化学基础,是导致痛风的最根本的原因.嘌呤是生物体内的一种重要碱基其在人体内的分解代谢产物就是尿酸.
嘌呤在人体内主要以嘌呤核苷酸的形式存在.人体内的嘌呤碱基主要包括腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、和黄嘌呤等,以腺嘌呤和鸟嘌呤为主,它们分别与磷酸核糖或磷酸脱氧核糖构成嘌呤核苷酸.嘌呤碱基是人体内的重要物质,其主要功能表现在以下几个方面：
1、核酸分子的组成部分、嘌呤最主要的生理功能是参与构成嘌呤核苷酸,而嘌呤核苷酸是核酸合成的原料之一,其与嘧啶核苷酸共同组成核酸分子的基本结构单位.
2、重要的能源物质三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）都是细胞的主要能量形式,在各种生理活动中起重要作用.
3、重要的信使分子环磷酸腺苷（cAMP）、环磷酸鸟苷（cGMP）是重要的第二信使分子,在生长激素、胰岛素等多种细胞膜受体激素的作用发挥中起极其重要的中介作用.
4、作为某些活性基因的载体S-腺苷蛋氨酸是蛋氨酸循环中的重要中间活性代谢物,是活性甲基的载体,在嘧啶核苷酸的合成中起重要作用.
5、参与组成某些辅酶腺苷酸是多种重要辅酶的组成成分,比如辅酶A、辅酶I、辅酶II和黄素腺嘌呤辅酶等,而这些辅酶在机体的糖、脂肪及蛋白质等重要物质代谢中起重要作用.
人体内的嘌呤碱基主要是人体细胞自行合成,食物来源的嘌呤只占极小的比例.在人体内嘌呤的合成有两种途径,即从头合成途径和补救合成途径.从合成嘌呤的量来看,从头合成途径是主要途径.必须指出的是,人体内嘌呤的合成是以合成嘌呤核苷酸的方式进行的,而并非先合成单一的嘌呤碱基,再与磷酸核糖连接.嘌呤的分解代谢一般认为,核苷酸在体内的分解代谢过程类似食物中核苷酸的消化吸收过程,即细胞外的核苷酸首先在细胞表面脱去磷酸基,生成核苷通过特异的转运方式被细胞摄取进入细胞内,再进一步代谢.在人体,嘌呤核苷酸代谢的主要部位是肝脏、小肠和肾脏.
嘌呤核苷酸的分解代谢一般先在单核苷酸酶催化下水解生成嘌呤核苷（包括腺苷和鸟苷）,其中腺苷继续在腺苷脱氨酶催化下生成次黄嘌呤核苷.次黄嘌呤核苷和鸟苷在嘌呤核苷磷酸酶的催化下,分别转化成次黄嘌呤和鸟嘌呤.鸟嘌呤在鸟嘌呤脱氨酶的催化下生成黄嘌呤,次黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下也转变成黄嘌呤.黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下进一步被氧化成尿酸,尿酸在尿酸酶催化下生成尿囊素,尿囊素在尿囊素酶催化下生成尿囊酸,尿囊酸在尿囊酸酶催化下生成尿素,尿素最后在尿毒酶催化下最终被彻底分解为二氧化碳和水.研究表明,核苷酸的分解代谢方式具有明显的多样性,不同生物体或者同一生物体的不同组织中,其分解代谢的具体途径可以不同.