脲基丙酸酯 (Ureidopropionate)

脲基丙酸酯（英文：Ureidopropionate）是生物体内嘧啶碱基（Pyrimidine）降解代谢途径中的一个关键中间代谢物。它不属于直接应用的药物，而是在尿素循环（Urea cycle）与嘧啶代谢的交叉网络中扮演重要角色，与某些先天性代谢疾病的诊断密切相关。

化学结构

脲基丙酸酯的化学名通常指 β-脲基丙酸（β-Ureidopropionic acid），即 3-脲基丙酸。它是丙酸的衍生物，其β-碳位上的氢被一个脲基（-NH-CO-NH₂）取代。

代谢背景：嘧啶降解途径

嘧啶碱基（如尿嘧啶、胸腺嘧啶）在体内的分解代谢最终生成β-氨基酸、氨和二氧化碳，并进入尿素循环。脲基丙酸酯是该通路的核心中间体之一。

主要代谢步骤：

1. 嘧啶环还原与开环：生成二氢嘧啶（Dihydropyrimidine）。

2. 水解：生成N-氨基甲酰基-β-氨基酸（如N-氨基甲酰基-β-丙氨酸）。

3. 脱氨基甲酰：在二氢嘧啶酶（Dihydropyrimidinase, DPYS 基因编码）催化下，生成相应的β-脲基酸。

   • 尿嘧啶降解 → β-脲基丙酸（Ureidopropionate）

   • 胸腺嘧啶降解 → β-脲基异丁酸（Ureidoisobutyrate）

4. 水解：在β-脲基丙酸酶（Ureidopropionase, UPB1 基因编码）催化下，β-脲基丙酸进一步水解为β-丙氨酸（β-alanine）、氨和二氧化碳。生成的氨进入尿素循环。

代谢途径示意图（简化）

尿嘧啶 (Uracil) → 二氢尿嘧啶 → N-氨基甲酰基-β-丙氨酸 → **β-脲基丙酸 (Ureidopropionate)** → β-丙氨酸 + NH₃ + CO₂
                                                                          ↑
                                                                   (关键酶：β-脲基丙酸酶)

临床意义：与遗传代谢病关联

脲基丙酸酯的蓄积是诊断以下罕见常染色体隐性遗传病的生物标志物：

检测与诊断

• 检测样本：尿液、血浆、脑脊液。

• 检测方法：气相色谱-质谱联用分析、液相色谱-串联质谱分析。

• 诊断价值：尿液中β-脲基丙酸及其前体/相关代谢物（如N-氨基甲酰基-β-丙氨酸）的异常升高，是提示上述酶缺陷的关键生化指标，需通过基因测序（分析UPB1或DPYS基因）进行确诊。

研究现状与管理

这两种疾病均极罕见，属于先天性代谢错误。目前尚无特效根治方法，管理策略主要包括：

• 对症支持治疗：控制癫痫、康复训练。

• 饮食调整：在某些病例中尝试低蛋白饮食或特定氨基酸补充。

• 避免毒性药物：对于二氢嘧啶酶缺乏症患者，需谨慎使用5-氟尿嘧啶等氟化嘧啶类化疗药，因其代谢严重受阻，易发生危及生命的毒性反应。

• 新生儿筛查：随着质谱技术的普及，部分地区已将其纳入扩大化新生儿筛查项目，以期早诊早治。

参考文献

1. van Kuilenburg, A. B., et al. (2004). β-ureidopropionase deficiency: an inborn error of pyrimidine degradation associated with neurological abnormalities. Human Molecular Genetics, 13(22), 2793-2801.

2. Nakajima, Y., et al. (2014). Clinical and biochemical features of patients with β-ureidopropionase deficiency. Molecular Genetics and Metabolism, 113(1-2), 111-115.

3. van Kuilenburg, A. B., et al. (2010). Dihydropyrimidinase deficiency: Phenotype, genotype and structural consequences in 17 patients. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease, 1802(7), 639-648.

4. Thomas, H. R., et al. (2021). Inborn errors of pyrimidine degradation: clinical, biochemical and molecular aspects. Journal of Inherited Metabolic Disease, 44(1), 40-52.

5. Sumi, S., et al. (2007). *A novel UPB1 gene mutation in a Japanese patient with β-ureidopropionase deficiency*. Molecular Genetics and Metabolism, 92(1-2), 180-182.

注：本条目为生物化学与遗传代谢病词条，内容涉及罕见病，专业性强。临床解读需由代谢专科医生结合基因检测结果进行。