嘌呤：特征，结构，功能 - 生物学 - 2025

的嘌呤在结构上是平坦的分子，杂环基，由两个环融合形成：六个原子和另外五个之一。包括嘌呤的主要分子是核苷酸。后者是核酸的组成部分。

嘌呤除了参与遗传分子外，还存在于高能结构中，例如ATP和GTP，以及其他具有生物学意义的分子，例如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）和辅酶Q.

资料来源：Sponk

特征与结构

嘌呤的结构如下：由嘧啶环和咪唑环组成的杂环分子。就原子数而言，环具有六个和五个原子。

它们是含有氮的扁平分子。我们发现它们形成了核苷和核苷酸的一部分。后者是核酸的组成部分：DNA和RNA。

在哺乳动物中，嘌呤在DNA和RNA分子中的比例更高，特别是腺嘌呤和鸟嘌呤。我们还发现它们存在于独特的分子中，例如AMP，ADP，ATP和GTP等。

特征

-核酸的结构块

核酸负责存储遗传信息并协调蛋白质合成过程。从结构上讲，它们是生物聚合物，其单体是核苷酸。

嘌呤是核苷酸的一部分

在核苷酸中，我们发现三个成分：（1）磷酸基团；（2）五碳糖；（3）含氮碱基；糖是分子的中心成分。

含氮碱可以是嘌呤或嘧啶。我们通常在核酸中发现的嘌呤是鸟嘌呤和腺嘌呤。两者都是由九个原子组成的环。

嘌呤通过核糖的9位碳和1位碳与核糖形成糖苷键。

记住嘌呤有9个原子的盎格鲁撒克逊语助词是腺嘌呤和鸟嘌呤都有9字，意思是9。

嘌呤彼此不配对

DNA双螺旋需要碱基配对。由于空间位阻（即尺寸问题），一个嘌呤不能与另一个嘌呤配对。

在正常条件下，嘌呤腺嘌呤与嘧啶胸腺嘧啶（A + T）配对，嘌呤鸟嘌呤与嘧啶胞嘧啶（G + C）配对。请记住，嘧啶是由单个环组成的扁平分子，因此较小。这种模式被称为查格夫定律。

RNA分子的结构并非由双螺旋组成，但是尽管如此，我们仍发现了与DNA中提到的嘌呤相同的嘌呤。在两个分子之间变化的含氮碱基是嘧啶。

-储能分子

核苷三磷酸，尤其是ATP（三磷酸腺苷）是富含能量的分子。代谢中的绝大多数化学反应都利用ATP中存储的能量。

磷酸盐之间的键具有高能量，因为几个负电荷相互排斥，并有利于其分解。释放的能量是电池使用的能量。

除ATP外，嘌呤是生物学上感兴趣的分子的组成部分，例如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）和辅酶Q。

-神经递质

大量研究表明，嘌呤通过中枢神经系统的神经胶质充当信号分子。

嘌呤也可以作为称为核苷的结构的一部分被发现。它们与核苷酸非常相似，但是缺少磷酸基团。

核苷几乎没有相关的生物学活性。但是，在哺乳动物中，我们发现了一个非常明显的例外：腺苷。该分子具有多种功能，并参与神经和心血管系统过程的调控。

腺苷在调节睡眠中的作用是众所周知的。在大脑中，我们发现了该核苷的多种受体。腺苷的存在与疲倦感有关。

嘌呤代谢

合成

嘌呤的生物合成从5磷酸核糖主链开始。磷酸核糖焦磷酸酶合成酶负责催化焦磷酸的添加。

随后，谷氨酰胺-PRPP酰胺基转移酶或酰胺基磷酸核糖基转移酶起作用，催化PRPP（缩写为表示在先前步骤中生产的化合物，磷酸核糖焦磷酸）与谷氨酰胺之间的相互作用，从而形成产物5-磷酸核糖基胺。

后一种化合物充当一系列分子添加的主链，其最后一步是形成肌苷单磷酸酯（缩写为IMP）。

IMP可以跟随AMP或GMP转换。这些结构可以被磷酸化以产生高能分子，例如ATP或GTP。该途径包含10个酶促反应。

通常，整个嘌呤合成过程高度依赖能量，需要消耗多个ATP分子。从头嘌呤合成主要发生在肝细胞的细胞质中。

饮食要求

嘌呤和嘧啶在细胞中均产生足够的量，因此在饮食中对这些分子没有必要的要求。但是，当这些物质被消耗时，它们将被回收。

嘌呤代谢相关疾病：痛风

在细胞内部，由于称为黄嘌呤氧化酶的酶的作用，纯碱代谢的结果之一是尿酸（C ₅ H ₄ N ₄ O ₃）的产生。

在健康的人中，血液和尿液中尿酸水平低是正常的。但是，当这些正常值变高时，该物质逐渐积累在人体的关节和某些器官中，例如肾脏。

饮食的组成是痛风产生的决定性因素，因为持续摄入富含嘌呤的元素（酒精，红肉，海鲜，鱼等）反过来会增加尿酸浓度。

这种情况的症状是患处发红和剧烈疼痛。由于微晶的积累，它是影响患者的一种关节炎。

参考文献

1. 艾伯茨（Alberts，B.），布雷（Bray），D。，霍普金（Hopkin），K。，约翰逊（AD），路易斯（Lewis），J。基本细胞生物学。花环科学。
2. 宾夕法尼亚州波雷亚（Borea），格西（Gessi），文莱（Merighi），文森兹（Fincenzi）和弗拉尼（Varani）（2018）。腺苷受体的药理学：最新技术。生理评论，98（3），1591-1625。
3. Brady，S.（2011年）。基础神经化学：分子，细胞和医学神经生物学原理。学术出版社。
4. 库珀，总经理，豪斯曼，稀土（2007）。细胞：一种分子方法。华盛顿特区，马萨诸塞州桑德兰。
5. Devlin，TM（2004）。生物化学：带有临床应用的教科书。我扭转了。
6. Firestein，GS，Budd，R.，Gabriel，SE，McInnes，IB，&O'Dell，JR（2016）。Kelley和Firestein的风湿病学教科书电子书。爱思唯尔健康科学。
7. Griffiths，AJ（2002）。现代遗传分析：整合基因和基因组。麦克米伦。
8. Griffiths，AJ，Wessler，SR，Lewontin，RC，Gelbart，WM，Suzuki，DT，&Miller，JH（2005）。遗传分析简介。麦克米伦。
9. Koolman，J.和Röhm，KH（2005）。生物化学：文字和地图集。泛美医学版
10. IA的Mikhailopulo和AI的Miroshnikov（2010）。核苷生物技术的新趋势。自然学报2（5）。
11. Passarge，E.（2009年）。遗传学文字和地图集。泛美医学版
12. 佩莱，JW（2007）。爱思唯尔的综合生物化学。莫斯比。
13. Siegel，GJ（1999）。基础神经化学：分子，细胞和医学方面。 Lippincott-Raven。