主要区别——嘌呤与嘧啶

嘌呤和嘧啶是两种含氮碱基，它们是 DNA 和 RNA 核酸的组成部分。在细胞中发现等量的嘌呤和嘧啶。嘌呤和嘧啶都是杂环芳香族有机化合物，参与蛋白质和淀粉的合成、酶的调节和细胞信号传导。在核酸结构中发现了两种类型的嘌呤和三种类型的嘧啶。腺嘌呤和鸟嘌呤是两种嘌呤，胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶是三种嘧啶。这 主要区别 嘌呤和嘧啶之间的区别是 嘌呤含有与咪唑环稠合的六元含氮环 然而 嘧啶只含有一个六元含氮环。

这篇文章看，

1. 什么是嘌呤 – 定义、结构、属性 2.什么是嘧啶 – 定义、结构、属性 3. 嘌呤和嘧啶有什么区别

什么是嘌呤

嘌呤是含有两个氮原子的六元环的杂环有机化合物，该环与咪唑环稠合。它们是自然界中最常见的含氮杂环。嘌呤最常见于肝脏和肾脏等肉制品中。嘌呤的结构见图1。

图 1：嘌呤结构

嘌呤是 DNA 和 RNA 的重复出现的组成部分。腺嘌呤和鸟嘌呤是存在于 DNA 和 RNA 中的嘌呤。嘌呤的其他常见核碱基是次番嘌呤、黄嘌呤、可可碱、咖啡因、尿酸和异鸟嘌呤。除了构建核酸外，嘌呤还在细胞中形成重要的生物分子，如 ATP、GTP、NAD、环 AMP 和辅酶 A。ATP 是细胞的主要能量货币。 GTP 在蛋白质合成过程中用作能源。 NAD 是一种辅酶，参与代谢过程中的氧化还原反应，如糖酵解。环 AMP 是参与 cAMP 依赖性信号转导途径的第二信使。辅酶 A 是参与柠檬酸循环的乙酰基载体。它形成乙酰辅酶A。嘌呤还能够作为神经递质发挥作用，激活嘌呤能受体。主要的嘌呤衍生核碱基、腺嘌呤和鸟嘌呤如图 2 所示。

图 2：嘌呤

嘌呤以核苷的形式合成，核苷与核糖相连。从头和补救途径都参与嘌呤的生物合成。肌苷单磷酸 (IMP) 是从头途径中腺嘌呤和鸟嘌呤的前体。在嘌呤分解代谢过程中，鸟嘌呤和次黄嘌呤依次转化为黄嘌呤和尿酸。尿酸被排出体外。

什么是嘧啶

嘧啶是杂环有机化合物，含有一个带有两个氮原子的六元环。环的结构类似于吡啶。三个异构化的二嗪结构参与核碱基环的形成。在哒嗪中，氮原子位于杂环的 1 和 2 位。在嘧啶中，氮原子位于杂环的 1 和 3 位。在吡嗪中，氮原子位于杂环的 1 和 4 位。三种异构体，哒嗪、嘧啶和吡嗪如图 3 所示。

图 3：二嗪异构体 1 – 哒嗪，2 – 嘧啶，3 – 吡嗪

胞嘧啶和胸腺嘧啶是 DNA 中发现的两种核碱基。尿嘧啶存在于 RNA 中。在形成核酸的双链结构时，嘧啶在称为互补碱基配对的过程中与互补嘌呤形成氢键。胞嘧啶与鸟嘌呤形成三个氢键，胸腺嘧啶与 DNA 中的腺嘌呤形成两个氢键。在 RNA 中，尿嘧啶与腺嘌呤而不是胸腺嘧啶形成两个氢键。胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶如图 4 所示。

图 4：嘧啶

嘧啶是使用细胞内的从头和补救途径合成的。尿苷单磷酸 (UMP) 是从头途径产生的前体，参与尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶的合成。嘧啶被分解代谢为尿素、二氧化碳和水。

嘌呤和嘧啶的区别

结构

嘌呤： 嘌呤是杂环芳香族有机化合物，由与咪唑环稠合的嘧啶环组成。

嘧啶： 嘧啶是杂环芳香族有机化合物。

核碱基

嘌呤： 腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤和黄嘌呤是嘌呤中的核碱基。

嘧啶： 胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶和乳清酸是嘧啶中的核碱基。

化学成分

嘌呤： 嘌呤包含两个碳氮环和四个氮原子，因为它们由嘧啶环组成，嘧啶环与咪唑环稠合。

嘧啶： 嘧啶包含一个碳氮环和 2 个氮原子。

化学式

嘌呤： 嘌呤的化学式是C₅H₄N₄.

嘧啶： 嘧啶的化学式是C₄H₄N₂.

熔点/沸点

嘌呤： 嘌呤含有相对较高的熔点和沸点。

嘧啶： 嘧啶的熔点和沸点相对较低。

实验室合成

嘌呤： 嘌呤通过 Traube Purine Synthesis 合成。

嘧啶： 嘧啶是通过 Biginelli 反应合成的。

分解代谢

嘌呤： 嘌呤分解代谢产生尿酸。

嘧啶： 嘧啶分解代谢产生β氨基酸、二氧化碳和氨。

结论

嘌呤和嘧啶是核酸中的两个重复结构单元，参与生物体发育、功能和繁殖所需的细胞中遗传信息的存储。腺嘌呤和鸟嘌呤是嘌呤，胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶是核酸中的嘧啶。 RNA 含有尿嘧啶，而不是胸腺嘧啶。在形成核酸的双链结构时，腺嘌呤与胸腺嘧啶或尿嘧啶形成氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶形成氢键。嘌呤在细胞中具有其他功能，例如作为能量来源。嘌呤和嘧啶都是在细胞中通过从头或补救途径合成的。然而，嘌呤和嘧啶之间的主要区别在于它们共享的核碱基的结构。

参考：1.堡垒，雷。嘌呤和嘧啶。 N.p.，日期不详网。 2017 年 4 月 28 日。“嘌呤和嘧啶代谢”。嘌呤和嘧啶。 N.p.，日期不详网。 2017 年 4 月 28 日。

图片提供：1。 NEUROtiker 撰写的“9H-嘌呤”（谈话）– 通过 Commons Wikimedia2 拥有的作品（公共领域）。 “Blausen 0323 DNA 嘌呤”，作者：Blausen.com 工作人员（2014 年）。 “Blausen Medical 2014 医学画廊”。维基医学杂志 1 (2)。 DOI:10.15347/wjm/2014.010。 ISSN 2002-4436。 – 通过 Commons Wikimedia3 自己的作品（CC BY 3.0）。 Luigi Chiesa 的“二嗪异构体”。通过Commons Wikimedia4 假设自己的作品（基于版权声明）（公共领域）。 “Blausen 0324 DNA 嘧啶”Blausen.com 工作人员（2014 年）。 “Blausen Medical 2014 医学画廊”。维基医学杂志 1 (2)。 DOI:10.15347/wjm/2014.010。 ISSN 2002-4436。 – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY 3.0）