嘧啶(Pyrimidine)與嘧啶代謝(Pyrimidine metabolism)

是一種雜環化合物。嘧啶由2個氮原子取代苯分子間位上的2個碳形成，是一種二嗪。和吡啶一樣，嘧啶保留了芳香性。

編號	來源
1號N和4、5、6號C	Aspartate
2號C	HCO3-
3號N	Glutamine amide

資料來源：艾因夏姆斯大學
一、嘧啶核苷酸(pyrimidine nucleotide)合成
1.de novo pathways
A. 首先形成中間物UMP，第二步才是將UMP轉換成CTP或dTMP
※比較：嘌呤核苷酸合成的de novo pathways是先形成中間物IMP
B. 嘧啶核甘酸的合成亦需要PRPP的參與
C. Ribonucleotide reductase會將UDP二號C上的O原子去掉，形成dUDP，再轉換成dUMP。最後經thymidylate synthetase的作用，將H4-Folate衍生物上的甲基轉移至dUMP上，形成dTMP
D. 若還要繼續合成pyrimidine，必需透過dihydrofolate reductase，將H2-Folate還原成H4-Folate
E. 因為細胞分裂時會產生TMP和H2-Folate，而Methotrexate可抑制dihydrofolate reductase，故可以當作抗癌藥物。
F. 如之前所述，核甘酸類似物可抑制thymidylate synthetase的活性，進而抑制DNA之合成
G. 而藥物別嘌呤醇(Allopurinol)和5-fluorouracilorotate因為可以和oratate phosphoribosyl transferase反應，故也可當做抗癌藥物（競爭抑制）

資料來源：clinchem

資料來源：猶他州立大學
2.嘧啶核甘酸合成的調控
A. Carbamoyl phosphate synthase被UTP和嘌呤核甘酸抑制，但會被PRPP促進
B. Aspartate transcarbamoylase會被產物CTP抑制，但被反應物ATP促進
C. 下圖的第一個和第二個酶均為異位調控（allosteric）
D. TDP會抑制PRPP synthetase

二、嘧啶核苷酸(pyrimidine nucleotide)分解(catabolism)
1. 因為T和U分別存於DNA和RNA→DNA和RNA有不同的代謝過程
2. RNA代謝形成尿嘧啶(Uracil)；DNA代謝可形成尿嘧啶(Uracil)或胸腺嘧啶(Thymine)

3. RNA→尿嘧啶(Uracil)→ß-丙胺酸(ß-Alanine)和NH4+、CO2

4. DNA→尿嘧啶(Uracil)→ß-丙胺酸(ß-Alanine)和NH4+、CO2

或者→胸腺嘧啶(Thymine)→ß-Aminoisobutyrate和NH4+、CO2

5. Q：若要偵測DNA代謝量，需要偵測哪個物質比較容易反應DNA代謝量?

A：β-Aminoisobutyrate較能反映DNA代謝量。因為胸腺嘧啶(Thymine)僅由DNA的dTMP而來，相對於β-Alanine則可由RNA或DNA代謝而來；如果偵測β-Alanine的話會較不準，因為可能會包含RNA的代謝量

資料來源：美國國立衛生研究院（NIH）

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