马尿酸

1 马尿酸（hippurate）

马尿酸（英语：hippurate，化学式：C₉H₉NO₃）是由苯甲酸（benzoate）与甘氨酸（glycine）缀合而成的代谢产物，属于芳香酰甘氨酸（aromatic acylglycine）类物质。它广泛存在于哺乳动物的尿液中，是肝脏重要的解毒代谢路径之一，亦被用作多种生理与病理状态的生物标志物¹。

2 化学结构与性质

马尿酸的化学结构由一个苯环通过酰胺键连接甘氨酸残基，结构简式为 C₆H₅–CO–NH–CH₂–COOH。分子量为179.17 g/mol。为白色针状晶体，易溶于水、乙醇，熔点187–190°C。pKa约为3.6，呈弱酸性。

3 生物合成与代谢通路

在体内，马尿酸主要通过苯甲酸与甘氨酸在肝脏线粒体中进行N-酰化反应生成。该反应由**甘氨酸N-酰基转移酶（glycine N-acyltransferase，GLYAT）**催化，辅酶为辅酶A（CoA），该反应为肝脏主要的苯甲酸解毒机制：

苯甲酰CoA（benzoyl-CoA） + 甘氨酸 → 马尿酸 + CoA

该反应属于KEGG数据库benzoate degradation通路（map00362），也可见于glycine, serine and threonine metabolism（map00260）²。

4 功能与生物标志意义

马尿酸具有以下代谢与生理功能：

(1) 解毒作用：马尿酸形成是肝脏将外源性或内源性苯甲酸解毒的主要途径。马尿酸的排泄有助于清除可能对细胞有毒性的苯甲酸或苯酚类物质。

(2) 生物标志物：马尿酸已被广泛用于作为以下生理或病理状态的生物标志： – 肝功能评估：马尿酸生成依赖GLYAT活性，若生成下降可能提示肝线粒体功能障碍³。 – 肠道菌群活性指示剂：肠道菌群可将芳香氨基酸代谢为苯甲酸，进而影响马尿酸水平；因此其浓度可作为菌群代谢活性的间接指标⁴。 – 环境暴露评估：接触苯、甲苯、对甲苯等芳香族溶剂后，苯甲酸升高，马尿酸水平作为其暴露代谢终产物之一具有监测价值⁵。 – 代谢综合征与高血压风险指标：部分代谢组研究发现马尿酸与高血压、肥胖及胰岛素抵抗呈负相关，但机制尚未完全明确⁴。

5 相关酶与基因

马尿酸的形成依赖GLYAT（glycine N-acyltransferase，EC 2.3.1.13）催化的苯甲酰CoA与甘氨酸反应：

– 酶名称：Glycine N-acyltransferase
– EC编号：2.3.1.13
– 基因名：GLYAT（位于人类染色体11q12）
– 蛋白作用：催化多种脂肪酰辅酶A（如苯甲酰CoA）与甘氨酸反应，生成对应的N-酰基甘氨酸，包括马尿酸、丁酰甘氨酸等
– 表达组织：主要表达于肝脏、肾脏线粒体中
– 调控机制：其活性受底物可用性、营养状态、线粒体功能与氧化还原状态调控⁴。

6 临床与实验用途

马尿酸可通过LC-MS/MS或NMR等技术检测，是代谢组学研究常见的高丰度代谢物之一。其含量亦作为毒理学检测指标出现在职业暴露监测指南中，例如美国NIOSH推荐的甲苯生物监测指标之一即为尿中马尿酸⁵。

7 参考文献

(1) Wishart DS et al. “HMDB 5.0: the Human Metabolome Database for 2022.” Nucleic Acids Res. 2022.
(2) Kanehisa M et al. “KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes.” Nucleic Acids Res. 2023.
(3) Reddy JK et al. “Glycine conjugation in liver detoxification.” J Biol Chem. 1980.
(4) Holmes E et al. “Human metabolic phenotype diversity and its association with diet and blood pressure.” Nature. 2008.
(5) World Health Organization. “Environmental Health Criteria 52: Toluene.” Geneva: WHO, 1985.