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第17章 核苷酸代谢(2)

10.胸腺嘧啶分解代谢的产物β-氨基异丁酸进一步代谢与下列哪项有关()

A.琥珀酰CoA

B.乙酰CoA

C.葡萄糖

D.脂肪酸

E.酮体

三、名词解释

1.核苷酸从头合成途径

2.核苷酸补救合成途径

3.痛风症

四、简答题

1.指出下列底物-产物对中同位素标记原子将会出现在产物的哪些部位。

A.15N天冬氨酸→AMP

B.14C甘氨酸→AMP

C.15N谷氨酰胺→GMP

D.14C天冬氨酸→UMP

E.H14CO-3→UMP

2.嘌呤核苷酸合成受到精细调节,主要目的是为细胞合成DNA提供大约等量的ATP和GTP。酰胺转移酶催化IMP合成的关键步骤。请逐一解释PRPP,AMP,ADP,ATP,GMP,GDP,GTP怎样影响这个酶的活性。

3.从以下方面比较嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成的不同。

合成原料碱基合成特点产物

嘌呤核苷酸

嘧啶核苷酸

【科学素养读物】

胰岛素的发现

SirFrederickGrantBanting是加拿大医学科学家、医生及诺贝尔奖获得者。1923年,Banting与Macleod因为发现胰岛素而获诺贝尔生理学或医学奖。Banting与同事Dr.CharlesBest分享他的诺贝尔奖金。加拿大政府给予Banting终生年薪以鼓励他继续有关糖尿病的研究。1934年英国国王GeorgeⅤ授予他爵士勋章,使之成为SirFrederickBanting。

1891年,FrederickGrantBanting出生于加拿大。中学毕业后,进入Toronto大学学习,不久后转为学习医学。1916年获得医学学士学位后从军,作为医官先在英国后转到法国参加第一次世界大战。1919年战争结束后回到加拿大。1919-1920年,Banting学习整形外科,是多伦多儿童医院外科住院医生。1920-1921年,他在多伦多的伦敦市从事医疗工作,同时在WesternOntario大学兼职,执教外科学及解剖学。1922年获医学博士学位。

1920年11月,当Banting在WesternOntario大学执教外科学和解剖学时,分配给他的工作任务需要他讲授胰腺,这是一个后来改变他一生命运的幸运任务。为准备讲稿,他参阅了大量的资料。1869年,OscarMinkowski和JosephvonMering通过摘除狗的胰腺诱发糖尿病而阐明了胰腺与糖尿病的关系。1901年,EugeneOpie观察到糖尿病患者胰岛的退化,推测胰岛可能含有与糖代谢有关的内分泌物质,进一步阐述了胰岛与糖尿病的关系。MosesBaron在《胰岛与糖尿病关系》一文中提到,实验中结扎胰腺导管,胰腺的外分泌细胞退化萎缩但胰岛维持原样。在文章中Banting还注意到,结扎胰腺导管,不会导致糖尿病,除非胰岛遭到破坏。难道胰岛内真含有神秘的内分泌物质?那么如何从胰腺中提取这种神秘的内分泌物质呢?被这样的问题困扰着,他夜不能寐。受该文章的启发,Banting构思了一种想法:结扎胰腺导管,破坏能分泌蛋白水解酶的胰腺细胞但又避免破坏胰岛,因而可从完整的胰岛中提取胰岛素。

凌晨2点,他起床在笔记本上写到:日期,1920年10月31日,糖尿病,结扎狗的胰腺导管,让狗继续存活直到腺泡萎缩留下胰岛,再从中分离能够消除尿糖的内分泌物质。对自己的设想跃跃欲试,第二天Banting激动地将自己的想法告诉WesternToronto大学的Miller博士,后者建议他去找Toronto大学生理学教授J.R.Macleod。刚开始,Macleod对此想法并不感兴趣,因为他了解到Banting仅仅是一名刚毕业不久的普通医学学士,学历低,学习成绩平平,没有发表过论文,没有科研经验,没有教学及临床经验,没有经过专门实验技术及科研设计训练,更没有该领域研究进展的知识背景。后来Banting又与Macleod会面两次,或许是他不懈的坚持,或许是他满腔的热情,或许是一种新的血糖检测方法的出现,Macleod最终答应为其提供一间旧实验室,并指派两名学生CharlesHerbertBest和EdwardClarkNoble作为他的助手。这两名学生已在实验室工作一段时间,有必备的实验技术及血糖检测经验。由于Banting只需要一名助手,Macleod让他们自己决定怎样分配暑期时间来参加实验。这项作为一个学生暑期工作的开始,最终却成为当代医学最激动人心的经历。由谁先来参加实验,这个问题最终用投币的方式决定,Best赢了,这次投币不仅为他赢得先参加这次实验的机会,也为他赢来终身的荣誉。虽然后来Noble按照预定也准备参加实验,但那时Banting和Best对各自的工作已非常熟悉且相互配合默契,已没有必要让一个“新手”来重新开始。

史无前例的胰岛素发现工作开始于1921年5月17日。Macleod给予一些技术指导后便去度假。Banting和Best先摘除一条狗的胰腺建立糖尿病狗模型。另一条狗结扎胰腺导管使胰腺腺泡细胞萎缩但胰岛维持完整,然后从胰腺提取“抗糖尿病”提取物并注射到糖尿病狗体内。Banting做手术,Best做血糖、尿糖及其他检测。刚开始,实验并不顺利,工作异常艰苦而且没有薪水。Banting卖掉了他的车,并向他父亲及兄弟借钱以维持实验。在酷热的夏季,几次失败之后,1921年7月30日他们终于尝到了甜头,获得了“抗糖尿病”的提取物。

将此提取物注射到糖尿病狗身上能使糖尿病狗恢复正常并维持生存。

当Macleod度假返回时,他意识到实验的重大意义,开始为Banting和Best提供技术指导,而且生化学家J. B.Collip也加入这支研究队伍。1921年秋天,Banting、Best及Collip兴奋地为提取、纯化胰岛素工作而忙碌着。在Collip的帮助下,他们能够从屠宰场(具有丰富的胰腺来源)牛胰腺中提取较纯的胰岛素。

1922年1月,一个激动人心的时刻来到了,Banting小组提取的胰岛素正式进入临床实验。进入昏迷状态濒临死亡的14岁的LeonardThompson幸运地成为世界上第一个接受胰岛素治疗的糖尿病患者。注射胰岛素后的Leonard病情得到明显改善,症状得到控制,关于胰岛素的消息像春风一样传遍世界各地。

有了胰岛素,濒临死亡的糖尿病患者被抢救过来;有了胰岛素,糖尿病患者过着几乎正常的生活,胰岛素创造了奇迹。虽然胰岛素不能治愈糖尿病,但毫无疑问,它是医药领域最伟大的发现之一。

(唐敬兰)

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