核苷酸 Nucleotide
　　一類(lèi)由嘌呤堿或嘧啶堿、核糖或脫氧核糖以及磷酸三種物質(zhì)組成的化合物.又稱(chēng)核甙酸.戊糖與有機(jī)堿合成核苷,核苷與磷酸合成核苷酸,4種核苷酸組成核酸.核苷酸主要參與構(gòu)成核酸,許多單核苷酸也具有多種重要的生物學(xué)功能,如與能量代謝有關(guān)的三磷酸腺苷（ATP）、脫氫輔酶等.某些核苷酸的類(lèi)似物能干擾核苷酸代謝,可作為抗癌藥物.根據(jù)糖的不同,核苷酸有核糖核苷酸及脫氧核苷酸兩類(lèi).根據(jù)堿基的不同,又有腺嘌呤核苷酸(腺苷酸,AMP)、鳥(niǎo)嘌呤核苷酸(鳥(niǎo)苷酸,GMP)、胞嘧啶核苷酸(胞苷酸, CMP)、尿嘧啶核苷酸(尿苷酸,UMP)、胸腺嘧啶核苷酸（胸苷酸,TMP）及次黃嘌呤核苷酸(肌苷酸,IMP)等.核苷酸中的磷酸又有一分子、兩分子及三分子幾種形式.此外,核苷酸分子內(nèi)部還可脫水縮合成為環(huán)核苷酸.
　　核苷酸是核糖核酸及脫氧核糖核酸的基本組成單位,是體內(nèi)合成核酸的前身物.核苷酸隨著核酸分布于生物體內(nèi)各器官、組織、細(xì)胞的核及胞質(zhì)中,并作為核酸的組成成分參與生物的遺傳、發(fā)育、生長(zhǎng)等基本生命活動(dòng).生物體內(nèi)還有相當(dāng)數(shù)量以游離形式存在的核苷酸.三磷酸腺苷在細(xì)胞能量代謝中起著主要的作用.體內(nèi)的能量釋放及吸收主要是以產(chǎn)生及消耗三磷酸腺苷來(lái)體現(xiàn)的.此外,三磷酸尿苷、三磷酸胞苷及三磷酸鳥(niǎo)苷也是有些物質(zhì)合成代謝中能量的來(lái)源.腺苷酸還是某些輔酶,如輔酶Ⅰ、Ⅱ及輔酶A等的組成成分.
　　在生物體內(nèi),核苷酸可由一些簡(jiǎn)單的化合物合成.這些合成原料有天門(mén)冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳單位及 CO2等.嘌呤核苷酸在體內(nèi)分解代謝可產(chǎn)生尿酸,嘧啶核苷酸分解生成CO2、β－丙氨酸及β-氨基異丁酸等.嘌呤核苷酸及嘧啶核苷酸的代謝紊亂可引起臨床癥狀（見(jiàn)嘌呤代謝紊亂、嘧啶代謝紊亂）.
　　核苷酸類(lèi)化合物也有作為藥物用于臨床治療者,例如腫瘤化學(xué)治療中常用的5-氟尿嘧啶及6-巰基嘌呤等.
　　有些核苷酸分子中只有一個(gè)磷酸基,所以可稱(chēng)為一磷酸核苷(NMP).5'-核苷酸的磷酸基還可進(jìn)一步磷酸化生成二磷酸核苷(NDP)及三磷酸核苷(NTP),其中磷酸之間是以高能鍵相連.脫氧核苷酸的情況也是如此.
　　體內(nèi)還有一類(lèi)環(huán)化核苷酸,即單核苷酸中磷酸部分與核糖中第三位和第五位碳原子同時(shí)脫水縮合形成一個(gè)環(huán)狀二酯、即3',5'-環(huán)化核苷酸,重要的有3',5'-環(huán)腺苷酸(cAMP)和3',5'-環(huán)鳥(niǎo)苷酸(cGMP).
　　生物學(xué)功能 核苷酸類(lèi)化合物具有重要的生物學(xué)功能,它們參與了生物體內(nèi)幾乎所有的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程.現(xiàn)概括為以下五個(gè)方面：
　?、?核苷酸是合成生物大分子核糖核酸 (RNA)及脫氧核糖核酸(DNA)的前身物,RNA中主要有四種類(lèi)型的核苷酸：AMP、GMP、CMP和UMP.合成前身物則是相應(yīng)的三磷酸核苷 ATP、GTP、CTP和UTP.DNA中主要有四種類(lèi)型脫氧核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP和dTMP,合成前身物則是dATP、dGTP、dCTP和dUTP.
　?、?三磷酸腺苷 (ATP)在細(xì)胞能量代謝上起著極其重要的作用.物質(zhì)在氧化時(shí)產(chǎn)生的能量一部分貯存在ATP分子的高能磷酸鍵中. ATP分子分解放能的反應(yīng)可以與各種需要能量做功的生物學(xué)反應(yīng)互相配合,發(fā)揮各種生理功能,如物質(zhì)的合成代謝、肌肉的收縮、吸收及分泌、體溫維持以及生物電活動(dòng)等.因此可以認(rèn)為 ATP是能量代謝轉(zhuǎn)化的中心.
　?、?ATP還可將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給UDP、CDP及GTP生成UTP 、CTP及GTP.它們?cè)谟行┖铣纱x中也是能量的直接來(lái)源.而且在某些合成反應(yīng)中,有些核苷酸衍生物還是活化的中間代謝物.例如,UTP參與糖原合成作用以供給能量,并且 UDP還有攜帶轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的作用.
　　④ 腺苷酸還是幾種重要輔酶,如輔酶Ⅰ（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,（NAD+）、輔酶Ⅱ（磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,NADP+）、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)及輔酶A（CoA）的組成成分.NAD+及 FAD是生物氧化體系的重要組成成分,在傳遞氫原子或電子中有著重要作用.CoA作為有些酶的輔酶成分,參與糖有氧氧化及脂肪酸氧化作用.
　?、?環(huán)核苷酸對(duì)于許多基本的生物學(xué)過(guò)程有一定的調(diào)節(jié)作用（見(jiàn)第二信使）.
　　代謝可從合成代謝、分解代謝及代謝調(diào)節(jié)三個(gè)方面討論.
　?、?合成代謝.嘌呤核苷酸主要由一些簡(jiǎn)單的化合物合成而來(lái),這些前身物有天門(mén)冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳單位（甲?；按渭谆?由四氫葉酸攜帶）等.它們通過(guò)11步酶促反應(yīng)先合成次黃嘌呤核苷酸（又稱(chēng)肌苷酸）.隨后,肌苷酸又在不同部位氨基化而轉(zhuǎn)變生成腺苷酸及鳥(niǎo)苷酸.合成途徑的第一步是5-磷酸核糖在酶催化下,活化生成1-焦磷酸-5-磷酸核糖(PRPP),這是一個(gè)重要的反應(yīng).嘌呤核苷酸的從頭合成主要是在肝臟中進(jìn)行,其次是在小腸粘膜及胸腺中進(jìn)行.
　　嘌呤核苷酸降解可產(chǎn)生嘌呤堿,嘌呤堿最終分解為尿酸,其中部分分解產(chǎn)物可被重新利用再合成嘌呤核苷酸,這稱(chēng)為回收合成代謝途徑,可在骨髓及脾臟等組織中進(jìn)行.嘌呤核苷酸降解產(chǎn)生的腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤及次黃嘌呤在磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的催化下,接受3'-焦磷酸-5-磷酸核糖(PRPP)分子中的磷酸核糖,生成相應(yīng)的嘌呤核苷酸.此合成途徑也具有一定意義.
　　嘧啶核苷酸的從頭合成主要也在肝臟中進(jìn)行.合成原料為氨基甲酰磷酸及天門(mén)冬氨酸等.氨基甲酰磷酸及天門(mén)冬氨酸經(jīng)過(guò)數(shù)步酶促反應(yīng)生成尿苷酸,尿苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿姿崮蜍蘸?從谷氨酰胺接受氨基生成三磷酸胞苷.
　　上述體內(nèi)合成的嘌呤及嘧啶核苷酸均系一磷酸核苷.它們均可在磷酸激酶的催化下,接受 ATP提供的磷酸基,進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷塑占叭姿岷塑?br/>　　體內(nèi)還有一類(lèi)脫氧核糖核苷酸.它們是dAMP、dGMP、dCMP及dTMP.它們組成中的脫氧核糖并非先生成而后組合到核苷酸分子中去,而是通過(guò)業(yè)已合成的核糖核苷酸的還原作用而生成的.此還原作用發(fā)生于二磷酸核苷分子水平上,dADP、dGDP、dCDP及dUDP均可由此而來(lái),但dTMP則不同,它是由dUMP經(jīng)甲基化作用而生成的.
　?、?分解代謝.嘌呤核苷酸在體內(nèi)進(jìn)行分解代謝,經(jīng)脫氨基作用生成次黃嘌呤及黃嘌呤,再在黃嘌呤氧代酶催化下,經(jīng)過(guò)氧化作用,最終生成尿酸.尿酸可隨尿排出體外,正常人每日尿酸排出量為0.6g.嘧啶核苷酸在體內(nèi)的分解產(chǎn)物為CO2,β－丙氨酸及β－氨基異丁酸等.
　　③ 代謝調(diào)節(jié).核苷酸在體內(nèi)的合成受到反饋性的調(diào)節(jié)作用.嘌呤核苷酸合成的終產(chǎn)物是AMP及GMP,它們可以反饋性地抑制由 IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP及GMP的反應(yīng).它們可與 IMP一齊反饋性地抑制合成途徑的起始反應(yīng)PRPP的生成.嘧啶核苷酸合成的產(chǎn)物 CTP也可反饋性地抑制嘧啶合成的起始反應(yīng).
　　與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系可從代謝異常所致疾病及作為藥物兩方面討論.
　?、?核苷酸代謝的異常.GMP及IMP的回收合成需次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）參與.此酶遺傳性缺乏則2～3歲時(shí)就可出現(xiàn)智力發(fā)育障礙、共濟(jì)失調(diào),敵對(duì)性及侵占性及自毀容貌的表現(xiàn)（萊施－尼漢二氏綜合征）.患兒嘌呤核苷酸的從頭合成仍可正常進(jìn)行,但回收合成的障礙就可造成嚴(yán)重后果.
　　嘌呤核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物為尿酸.正常人血中尿酸含量約為2～6mg％,血中尿酸水平的升高（高尿酸血癥）常見(jiàn)于痛風(fēng).血中尿酸含量超過(guò)8mg％時(shí),尿酸就以鈉鹽形式沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎臟等處.原發(fā)性痛風(fēng)癥是一種先天代謝缺陷性疾病.患者體內(nèi)的次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶部分缺乏,致使IMP及GMP 的回收合成減少,結(jié)果造成嘌呤核苷酸的從頭合成加快.此外,患者體內(nèi)的磷酸核糖焦磷酸激酶活性異常增高,以致大量地生成PRPP,促使從頭合成加快,這些都造成尿酸的大量產(chǎn)生.原發(fā)性痛風(fēng)癥可用別嘌呤醇治療.別嘌呤醇的結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤相似,是黃嘌呤氧化酶的抑制劑,可抑制次黃嘌呤及黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬姆磻?yīng),降低血中尿酸水平.繼發(fā)性痛風(fēng),可見(jiàn)于各種腎臟疾病、血液病及淋巴瘤等.患者細(xì)胞中核酸大量分解,因而尿酸生成增多.
　　cAMP對(duì)細(xì)胞的一些生理活動(dòng)有廣泛的影響.cAMP的合成不足或作用失調(diào)與有些疾病過(guò)程有關(guān).例如,支氣管喘息及銀屑病組織中cAMP量較低,又如糖尿病人各種代謝的異常與肝及脂肪組織中cAMP的生成過(guò)多也是有聯(lián)系的.
　　嘧啶合成障礙有乳清酸尿癥,為乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶及乳清酸核苷酸脫羧酶缺乏所致.
　?、?核苷酸類(lèi)似物的臨床應(yīng)用.核苷酸類(lèi)似物6-巰基嘌呤（6MP）及5-氟尿嘧啶（5FU）用于腫瘤的化學(xué)治療.6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤相似,其一磷酸核苷對(duì)于AMP及GMP合成有關(guān)的幾個(gè)酶有抑制作用,從而選擇性地阻止腫瘤的生長(zhǎng).5-氟尿嘧啶的結(jié)構(gòu)與胸腺嘧啶相似,它在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)橐涣姿崦撗鹾颂欠蜞奏ず塑眨?Fd-UMP）及三磷酸氟尿嘧啶(FUMP).它們對(duì)于胸苷酸合成中的甲基化作用有較強(qiáng)的抑制作用,從而造成癌細(xì)胞的死亡.
　　與核苷酸有關(guān)的名詞
　　核苷酸 核苷的磷酸酯,磷酸基與糖上的羥基連接.因?yàn)楹颂怯?3個(gè)羥基,所以核糖核苷酸如腺嘌呤核苷酸（簡(jiǎn)稱(chēng)腺苷酸）.脫氧核糖有兩個(gè)羥基,因而脫氧核糖核苷酸如腺嘌呤脫氧核糖核苷酸(簡(jiǎn)稱(chēng)脫氧腺苷酸)只有兩種.
　　核苷多磷酸 含兩個(gè)以上磷酸基的核苷酸.只帶一個(gè)磷酸基的核苷酸,叫核苷一磷酸,帶兩個(gè)磷酸基的核苷酸叫核苷二磷酸,依此類(lèi)推.如腺嘌呤核苷酸有腺苷一磷酸（即腺苷酸,AMP）、腺苷二磷酸(ADP)、腺苷三磷酸(ATP)和脫氧腺苷一磷酸(即脫氧腺苷酸,dAMP)、脫氧腺苷二磷酸(dADP)、脫氧腺苷三磷酸(dATP).天然的核苷多磷酸中,磷酸基多是與戊糖的5′-羥基相連.4 種核苷三磷酸（ATP、GTP、CTP和UTP）、4 種脫氧核苷三磷酸（dATP、dGTPdCTP和dTTP）分別是RNA和DNA生物合成的原料.
　　寡核苷酸與多核苷酸 2 ～20個(gè)核苷酸連接而成的化合物叫寡核苷酸.20個(gè)以上的核苷酸組成的化合物叫多核苷酸.核酸是一種多核苷酸.
　　重要的核苷酸衍生物
　　腺苷酸衍生物 ADP和ATP是體內(nèi)參與氧化磷酸化的高能化合物,ATP也是細(xì)胞內(nèi)最豐富的游離核苷酸（如哺乳動(dòng)物細(xì)胞中ATP濃度接近1毫克分子）,水解1克分子ATP約釋放7000卡能量.
　　腺苷-3′,5′-磷酸即環(huán)腺苷酸,主要存在于動(dòng)物細(xì)胞中,生物體內(nèi)的激素通過(guò)引起細(xì)胞內(nèi)cAMP的含量發(fā)生變化,從而調(diào)節(jié)糖原、脂肪代謝、蛋白質(zhì)和核酸的生物合成,所以cAMP被稱(chēng)為第二信使.
　　2′,5′-寡聚腺苷酸,通常由3個(gè)腺苷酸通過(guò)2′,5－磷酸二酯鍵聯(lián)接而成,即pppA(2)p(5)A(2)P(5)A,是干擾素發(fā)揮作用的一個(gè)媒介,具有抗病毒、抑制DNA合成和細(xì)胞生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)等生物功能.
　　幾個(gè)重要的輔酶都是腺苷酸衍生物.ATP 就是其中最重要的一個(gè).此外,NA、NAD和FAD,可通過(guò)氫原子的得失參與許多氧化還原反應(yīng).輔酶 A行使活化脂肪酸功能,與脂肪酸、萜類(lèi)和類(lèi)固醇生物合成有關(guān).
　　腺苷-3′-磷酸-5′-磷酰硫酸是硫酸根的活化形式,蛋白聚糖的糖組分中硫酸根的來(lái)源.甲硫氨酸被腺苷活化得到S-腺苷甲硫氨酸,它在生物體內(nèi)廣泛用作甲基供體.
　　鳥(niǎo)苷酸衍生物 在某些需能反應(yīng)中,如蛋白質(zhì)生物合成的起始和延伸,不能使用ADP和ATP,而要GDP和GTP參與反應(yīng).鳥(niǎo)苷-3′,5′-磷酸也是一個(gè)細(xì)胞信號(hào)分子,在某些情況下,cGMP與cAMP是一對(duì)相互制約的化合物,兩者一起調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)許多重要反應(yīng).鳥(niǎo)苷-3′-二磷酸-5′-二磷酸 (ppGpp)和鳥(niǎo)苷-3′-二磷酸-5′-三磷酸(pppGpp)則與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān).
　　胞苷酸衍生物 CDP和CTP也是一類(lèi)高能化合物.與磷脂類(lèi)代謝有關(guān)的胞苷酸衍生物有CDP-膽堿、CDP-乙醇胺、CDP-二甘油酯等
　　尿苷酸衍生物 在糖代謝中起著重要作用,UDP是單糖的活化載體,參與糖與雙糖多糖的生物合成,如UDP－半乳糖是乳糖的前體,UDP－葡萄糖是糖原的前體,UDP－N－乙酰葡糖胺與糖蛋白生物合成有關(guān).UDP和 UTP也是一類(lèi)高能磷酸化合物.