维生素B4(Vitamin B4,现多称为腺 嘌呤 )是一种嘌呤,又被称为6- 氨基嘌呤 。腺嘌呤于1849年由Strecker首次从猪胆中分离出来,并于1862年首次定名,1866年被化学合成。 腺 嘌呤 是一种强 有机碱 ,是卵磷脂的组成成分,也存在于神经 鞘磷脂 之中,是机体可变 甲基 的一个来源而作用于合成甲基的产物,同时又是 乙酰胆碱 的 前体 。
食物中普遍含有腺 嘌呤 ,植物性食物中以 小麦胚芽 含量较高,动物性食物中以内脏中含量较高。 腺嘌呤具有促进脑发育和提高记忆能力、保证信息传递、调控 细胞 凋亡、促进脂肪代谢等重要生理功能。 腺 嘌呤 缺乏可导致肝脏功能异常,危害肾脏浓缩功能,可能引起胎儿 神经管畸形 (NTDs)等。
腺 嘌呤 制剂为片剂,临床上用于预防各种原因引起的 白细胞减少症 或急性 粒细胞减少症 ,尤其对肿瘤 化学 治疗和 放射治疗 及 苯中毒 引起的白细胞减少症。由于腺 嘌呤 是 核酸 前体 ,应考虑是否有促进肿瘤发展的可能性,权衡利弊后选用。 磷酸腺 嘌呤 片已纳入了医保,为医保乙类。
一般性质
维生素B4是腺嘌呤的旧称,又称6- 维生素b4 或 胆碱 。
腺 嘌呤 是一种强 有机碱 ,是卵磷脂的组成成分,也存在于神经 鞘磷脂 之中,是机体可变 甲基 的一个来源而作用于合成甲基的产物,同时又是 乙酰胆碱 的 前体 。人体也能合成腺 嘌呤 ,所以不易造成缺乏病。在加工和烹调过程中的损失很少,干燥环境下,即使长时间储存,食物中的腺 嘌呤 含量也几乎没有变化。是卵磷脂和鞘磷脂的重要组成部分,广泛存在于动植物体内。
在体内,腺 嘌呤 的部分生理功能通过 磷酸甘油酯 的形式实现,作为 胞苷二磷酸 胆碱 辅酶 的组成部分,在合成神经鞘磷脂与磷脂 胆碱中起主要作用。
由于机体 内能 合成相当数量的腺 嘌呤 ,故在人体没观察到腺 嘌呤 的特异缺乏症状。长期摄入缺乏腺 嘌呤 膳食的主要结果可包括肝、肾、 胰腺 病变,记忆紊乱和生长障碍。其他与膳食低 胆碱 有关的不育症、生长迟缓、骨质异常造血障碍和 高血压 也均有报道。
来源
膳食摄入
主要食物来源
食物中普遍含有腺 嘌呤 ,植物性食物中以 小麦胚芽 含量较高,花生、麦胚、大豆中含量很丰富,动物性食物中以内脏中含量较高,如牛肝1166mg/100g,花生992mg/100g,在一些蔬菜中的总腺 嘌呤 含量差别较大,如 莴苣 586mg/100g, 花椰菜 260mg/100g,黄瓜44mg/100g等。 鸡蛋 、牛奶、牛肉均在30mg/100gmg~9mg/100g之间。
膳食参考摄入量
对腺 嘌呤 营养状况的评价还缺乏明确的特异性指标,还无法获得人群对腺 嘌呤 的需要量,因此只能根据膳食摄入量制定AI。中国食物成分数据库中尚无全面的食物腺 嘌呤 含量数据资料,在全国营养调查结果中,难以获得中国居民膳食腺 嘌呤 的摄入量,因此,对腺 嘌呤 的膳食参考摄入量的制定只能参考国外资料提出适宜摄入量(AI)。
适宜摄入量
成人
美国 的膳食调查结果显示,成年男性平均每日膳食腺 嘌呤 的摄入量为7.7mg/kg,女性为6.9mg/kg。参考这些数据,按中国成年人标准体重进行计算,18岁以上成年男性膳食腺 嘌呤 的AI为508mg/d(7.7mg/kg×66kg),女性为386mg(6.9mg/kg×56kg),经数据修订中国成年男性腺 嘌呤 AI值为500mg/d,女性为400mg/d。
儿童及青少年
14岁以下以成人男女AI平均值(450mg/d)为基础,采用代谢体重方法推算;14岁以上分别以成人男女AI值(500mg/d,400mg/d)推算。
孕妇及乳母
在孕期,因大量母体的腺 嘌呤 通过 胎盘 转运到胎儿供胎儿生长发育需要,腺 嘌呤 的消耗增加,因此,孕妇腺 嘌呤 需要量应增加。有研究显示,新生儿身体的腺 嘌呤 含量为5mmol/( 千克 bw),胎盘组织为1.26mmol/kg±0.24mmol/kg,由此推算,胎儿与胎盘合计,其腺 嘌呤 的平均含量约为3.13mmol/kg(325mg/kg),按孕期增重12kg计算,则一共需要增加37.5mmol(3900mg),相当孕妇身体每天要额外增加14mg腺 嘌呤 ,考虑到吸收率的影响,修约处理,修订孕妇AI值额外增加腺 嘌呤 20mg/d。
哺乳期妇女由于乳汁中分泌大量腺 嘌呤 ,因此,乳母腺 嘌呤 的需要量应增加。人乳的总腺 嘌呤 含量约为160mg/L,以乳母每天平均泌乳量为750ml计,每天通过乳汁额外消耗的腺 嘌呤 为120mg/d,因此,修订乳母的腺 嘌呤 AI值应额外增加120mg/d。
婴儿
0~6月龄婴儿AI以每日平均母乳摄入750ml和母乳中腺 嘌呤 含量为160mg/L计算,为120mg/d。7~12月龄婴儿腺 嘌呤 的AI以小婴儿和成人AI为基础,采用代谢体重比方法推算,取其平均值为150.4mg/d,取整数处理,修订AI为150mg/d。
中国居民膳食腺 嘌呤 参考摄入量/(mgd -1 )见下表:
化学合成
维生素B4又称6- 维生素b4 ,可以通过 6-氨基嘌呤 核苷 甚至AMP(腺嘌呤 核苷酸 )的 水解 而得到。工业生产采用 化学 合成法,用 次黄嘌呤 或 丙二酸二乙酯 为原料,产物为6-氨基嘌呤的 磷酸盐 。
以次黄嘌呤为原料合成法
工艺路线
以次黄嘌呤为原料合成6-氨基嘌呤的工艺流程如下:
工艺过程
(1)氯化——使次黄嘌呤6位上的 羟基 被氯取代。
(2)羟氨化——使氯被羟 氨基 取代。
(3)还原——使羟氨基还原为氨基。
(4)成盐——将6-氨基嘌呤4.05g加入100mL水中,加磷酸4.2g,加热至全溶。
以丙二酸二乙酯为原料合成法
工艺路线
以 丙二酸二乙 为原料合成6- 维生素b4 的工艺流程如下:
工艺过程
(1)环合——按 乙醇钠 ∶ 甲酰胺 ∶ 丙二酸二乙酯 =7∶2.13∶1比例投料。
(2)硝化——使4,6-二羟基 嘧啶 的5位上的氢被硝基取代。
(3)氯化——使4和6位上的 羟基 被氯取代。
(4)氨化——得到 褐色 粉末状氨化物,即4,6-二 氨基 5-硝基 。
(5)再环合——得到淡黄色6-氨基嘌呤精品,得率近50%。
(6)成盐——得到6-氨基嘌呤 磷酸盐 成品,得率80%。
代谢
嘌呤碱基 可以参加 核苷酸 的补救合成,也可以进一步 水解 。人体内嘌呤碱基最终分解生成尿酸,随尿排出体外。腺嘌呤核 酸(AMP)生成 次 黄嘌呤 ,后者在黄嘌呤氧化酶作用下氧化成黄嘌呤,最后生成尿酸。 鸟嘌呤核苷酸 (GMP)生成鸟嘌呤,后者转换成黄嘌呤,最后也生成尿酸。 嘌呤 脱氧 核苷 也经过相同的途径进行分解代谢。体内 嘌呤核苷酸 的分解代谢主要在肝、 小肠 及肾中进行,黄嘌呤氧化酶在这些组织中活性较强。
生物学功能
医学用途
腺嘌呤用于预防各种原因引起的 白细胞减少症 或急性 粒细胞减少症 ,尤其对肿瘤 化学 治疗和 放射治疗 及 苯中毒 引起的白细胞减少症。
药理机制
磷酸腺嘌呤片为 免疫细胞 药,腺 嘌呤 是 核酸 的组成部分,在体内参与 核糖核酸 和 脱氧核糖核酸 的合成,当白细胞缺乏时,其能促进白细胞增生。
用法用量
肌肉注射,一次20mg,一日1~2次
制剂与规格
磷酸腺嘌呤片:10mg;25mg
注意事项
由于腺 嘌呤 是 核酸 前体 ,应考虑是否有促进肿瘤发展的可能性,权衡利弊后选用。
缺乏与过量
缺乏
肝脏变化
大部分动物(除 反刍亚目 外)腺 嘌呤 缺乏导致肝脏功能异常,肝脏出现大量脂质(主要为 三酸甘油脂 )积累,最终充满整个 肝细胞 。肝脏脂肪浸润从 肝小叶 中心部位开始,然后向四周扩散。该过程不同于 蛋白质 缺乏或 必需脂肪酸 缺乏导致的脂肪浸润,后者的脂肪浸润一般从肝叶的门脉区域开始。大鼠在饲喂缺乏腺嘌呤的饲料后数小时内其肝细胞即出现脂肪积聚,6个月时达到顶峰,以后随着肝脏 纤维化 而脂质减少。腺 嘌呤 缺乏的人 血浆 低密度 脂蛋白 (从极低密度脂蛋白衍生而来)浓度降低。该发现与人的极低密度脂蛋白分泌需要维生素B4的假说一致,其他物种极低密度脂蛋白分泌也需要腺 嘌呤 。
肾脏变化
腺 嘌呤 缺乏也危害肾脏浓缩功能。水的重吸收,钠的分泌、 肾小球滤过率 和肾血流量等出现异常,还会导致肾脏大面积出血。
诱发某些癌症
某些动物实验研究表明,腺 嘌呤 缺乏可引致 肝癌 ,给大鼠饲喂腺 嘌呤 缺乏饲料可致肝脏大量积聚脂肪,一年后约70%缺乏腺 嘌呤 动物有异常 肝细胞 ,近1/4动物发生肝癌。亦有资料报道 大肠癌 与摄入高脂肪膳食有关,此时若腺 嘌呤 缺乏,则蛋白激活酶活性变化,诱发 癌细胞 增殖。
影响神经发育
缺乏腺 嘌呤 可能引起胎儿 神经管畸形 (NTDs)。其原因可能是由于腺 嘌呤 (包括 甜菜碱 )在 甲硫氨酸 循环过程中参与了 磷酸甘油酯 酰 胆碱 的合成,磷脂酰胆碱是神经细胞膜的必要成分,因此缺乏时不利于 神经系统 的发育。 叶酸 对于预防NTDs广为人知,而叶酸和腺 嘌呤 代谢彼此交互。叶酸和腺 嘌呤 均可以作为 甲基供体 使 脱氧核糖核酸 甲基化 。腺 嘌呤 缺乏膳食(不伴有 叶酸缺乏症 )可降低 腺苷甲硫氨酸 浓度,提示腺 嘌呤 和叶酸SAM 甲基 的重要来源。抑制腺 嘌呤 吸收与 小鼠 NTDs相关。同样,在一个 病例对照研究 中,对424名正常婴儿和 神经管畸形 婴儿进行回顾性分析后发现孕期增加维生素B4摄入可以显著降低神经管畸形的危险性。此外,在另一项 前瞻性研究 中也发现,孕中期 血清 腺 嘌呤 水平较高的孕妇,胎儿出现神经管畸形的危险性比孕中期血清腺 嘌呤 水平较低的孕妇要低得多。
过量
尿酸是人体 嘌呤 分解代谢的终产物,水溶性较差。 当进食高嘌呤饮食,体内 核酸 大量分解(如 白血病 ,恶性肿瘤等)或肾疾病,而使尿酸排泄障碍时,均可导致血中尿酸升高。
历史
化学信息
相关专利
西安交通大学 于2019年10月31日对于腺嘌呤增强可降解 软组织 粘合剂及其制备和使用方法申请了专利,于2019年10月31日通过专利,到期日(估算):2039-10-31,专利号为:CN201911049881.5
浙江 诚意药业 Inc. 和 浙江工业大学 于2013年12月04日对于 6-氨基嘌呤 的合成方法申请了专利,于2016年08月24日通过专利,到期日(估算):2033-12-04,专利号为:CN201310648556.7
研究进展
腺嘌呤 碱基 编辑器(adenine base editor,ABE)是通过人工进化的 大肠杆菌 中的 腺嘌呤脱氨酶 ( 转运RNA specific 腺苷 deaminase,TadA)与 酿脓链球菌 单切口酶( 链球菌 pyogenes Cas9 nickase,nSpCas9)融合,实现了对 基因组 脱氧核糖核酸 的A( 6-氨基嘌呤 )·T( 胸腺嘧啶 )>G(鸟嘧啶)·C( 胞嘧啶 ) 点突变 。
ABE已经被应用于疾病突变修复、疾病模型构建、植物育种等,并展现出巨大的应用潜力。然而,ABE还存在很多局限性, 在靶向范围、包装体积、脱靶水平和时空调控等方面还有待进一步优化。
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