嘧啶的分解代谢
嘧啶的分解代谢与其生物合成有一些惊人的相似之处。（凯发k8娱乐-凯发k8一触即发）
目前已知的嘧啶分解代谢途径有三种，其中两种途径比第三种途径探索得更彻底(图1.2)。嘧啶的分解代谢途径中探索最多的是还原途径，这在大多数生物体中都有发现。在此途径中，尿嘧啶或胸腺嘧啶经历二氢嘧啶脱氢酶还原，转化为二羟基尿嘧啶或二氢氧胸腺嘧啶。胞嘧啶和甲基胞嘧啶可以通过首先对尿嘧啶进行脱氨基来遵循相同的途径，然后这些物质被二氢嘧啶分解形成脲基丙酸，最后转化为尿嘧啶的β-丙氨酸或胸腺嘧啶的β-氨基异丁酸盐，这些产物继续用于中枢代谢作用。（三取代的嘧啶衍生物）
到目前为止仅在某些细菌中发现的氧化途径，通过尿嘧啶脱氢酶将嘧啶氧化为巴比妥酸。巴比妥酸然后被巴比妥酶分解成尿酸，最后被脲酶分解成尿素和丙二酸。许多来自嘧啶降解和合成的分解代谢途径的酶利用类似的机制。（胞嘧啶甲基化）
嘧啶环的形成和分解
嘧啶的合成和降解的化学过程包括环的闭合和打开。催化这些反应的酶被称为酰胺水解酶，它们是一个超级家族的一部分，这个超级家族由一系列主要催化水解反应和一些异构化反应的酶组成。它们作用于多种底物，如糖、粘液酸、氨基酸和有机磷酯。在已知的氨基水解酶中，有几种酶对嘧啶的形成和降解是必需的。该酶家族具有(β/α)8折叠的单核或双核金属中心。（dna分子的胞嘧啶甲基化修饰）
二氢乳清酸的合成过程中，酰胺水解酶二氢转移酶催化氨基甲酰基-天冬氨酸-1-环化。使用还原途径进行嘧啶降解的生物利用二氢嘧啶酶打开嘧啶环。利用氧化途径的生物使用巴比妥酶。所有这些酶都具有看似常见的机制，使用金属氢氧化物作为酸/碱。这些反应通常是可逆的研究最好的酶之一是来自大肠杆菌的二氢转移酶（图1.3）。（胞嘧啶dna）
在该酶中，氨基甲酰-天冬氨酸-l-的环化反应在ph=7.0时最佳，而在高ph值时有利于开环。在来自sacharomyeces khgyveri的二氢嘧啶酶中，催化在ph=8.0时最佳开环，在高ph值时也有利于开环，具有与二氢转移酶相似的ph曲线(图1.3)。来自合成代谢和分解代谢途径的这些酶之间的主要差异在底物识别中发现。在二氢嘧啶酶中，酶具有宽的疏水口袋以适应5-位的修饰。这允许这些酶催化二氢尿嘧啶和二氢胸腺嘧啶的开环，二氢胸腺嘧啶和二氢胸腺嘧啶在c-5处具有甲基。这些酶也与二氢转移酶不同，因为它们缺乏二氢转移酶中发现的羧基的空间和氢键接触。二氢乳清酸的羧基和胸腺嘧啶中c-5的修饰是这两种酶所用底物的主要差异。除了这些变化之外，两个酶家族在机制和结构上都显示出密切的相似性。（胞嘧啶核苷生物合成）
最近发现的一种较少研究的利用酰胺水解酶的嘧啶是巴比妥酶。这种酶具有类似于二氢嘧啶酶的功能。对这种酶的初步生化研究表明，该酶将巴比妥酸转化为尿丙二酸，这是嘧啶(25)氧化分解代谢的必要步骤。该酶与二氢嘧啶酶和二氢醇解酶具有较低的同源性。巴比妥酶已被证明是一种四聚体，每个酶含有4.4摩尔的锌，可能是一种单核锌氨水解酶。该性质表明该酰胺水解酶与二氢乳清酸盐和二氢嘧啶酶的机理之间存在细微差别，二者均使用双核金属中心。较低的二氢嘧啶酶金属含量使早期研究人员也得出结论，它是一种单核锌酶。这种现象是由于ph在与酰胺水解酶的金属结合中起重要作用。二氢乳清酶和二氢嘧啶酶都需要活性位点赖氨酸的翻译后羧化以适当地起作用并有效地结合第二金属。这种改性和它提供的金属亲和力的增加高度依赖于ph。该酶的进一步结构研究或ph依赖性金属滴定应该更好地了解这种新的酰氨基水合物家族是否确实使用与二氢乳清酶和二氢嘧啶酶相同的机制。（嘧啶类的体外抗菌活性）
在没有酶的帮助下，嘧啶的开环也可以在自然界中看到。在高温下，经修饰的trna中发现的嘧啶二氢吡啶经水解后发生环开。热和碱性ph都会加速这种反应，这是嗜热菌trna中缺少二氢尿嘧啶的原因之一。该机制是通过氢氧根攻击二水嘧啶的碳-4而进行的，氢氧根很可能穿过一个四面体中间体并坍缩生成开口环。尽管没有酶的催化作用，这个开环反应在95℃以上的温度下以生物学上相关的时间尺度进行，并利用了一种非常令人想起酰胺水解酶的机制。（嘧啶核苷类抗菌素的作用）