核酸與核苷酸（二）

2020-10-18 lcy1971

核苷（nucleoside）是戊糖與鹼基縮合而成的。糖的第一位碳原子與嘧啶的第一位氮原子或嘌呤的第九位氮原子以N-糖苷鍵相連。戊糖是呋喃環，C1是不對稱碳原子，核酸中的糖苷鍵都是β糖苷鍵。鹼基與糖環平面互相垂直。在tRNA中含有少量假尿嘧啶核苷（Ψ），它的核糖與嘧啶環的C5相連。

核苷

核苷的命名是鹼基名稱加「核苷」或「脫氧核苷」。規定用三字母符號表示鹼基，用單字母符號表示核苷，前面加d表示脫氧核苷。戊糖的原子用帶』的數字編號，鹼基用不帶』的數字編號。

戊糖的原子編號

稀有核苷（修飾核苷）也用單字母符號表示，如D表示二氫尿嘧啶核苷，T表示胸苷。如果鹼基上有修飾基團，就在表示核苷的大寫字母前加上代表修飾基團的小寫字母，在這個小寫字母的右上方寫明修飾位置，右下方寫明修飾基團的數量（如只有一個可省略）。如m2G表示2-N-甲基鳥苷，m2，2，73G表示N2,N2,7-三甲基鳥苷，S4U表示4-硫代尿苷。核糖上的修飾基團寫在表示核苷的大寫字母右邊，如Cm表示2'-O-甲基胞苷。

核苷中戊糖的羥基被磷酸酯化，就形成核苷酸（nucleotide）。核糖核苷的糖環上有三個羥基，可形成三種核苷酸：2』、3』和5』-核糖核苷酸。脫氧核糖只有3』和5』兩種。生物體內游離存在的多是5』核苷酸。用鹼水解RNA可得到2』和3』核糖核苷酸的混合物。

核苷酸

稀有鹼基也可形成相應的核苷酸。在天然DNA中已找到十多種脫氧核糖核苷酸，在RNA中找到了幾十種核糖核苷酸。

細胞內有一些游離的多磷酸核苷酸，它們具有重要的生理功能。5』-NDP是核苷的焦磷酸酯，5』-NTP是核苷的三磷酸酯。最常見的是5』-ADP和5』-ATP。ATP上的磷酸殘基由近向遠以α、β、γ編號。

ATP上的磷酸殘基由近向遠以α、β、γ編號

ATP外側兩個磷酸酯鍵水解時可釋放出7.3千卡/摩爾能量，而普通磷酸酯鍵只有2千卡，所以被稱為高能磷酸鍵（～P）。因此ATP在細胞能量代謝中起極其重要的作用，許多化學反應需要由ATP提供能量。高能磷酸鍵不穩定，在1 mol/L HCl中，100℃水解7分鐘即可脫落，而α-磷酸則穩定得多。利用這一特性可測定ATP和ADP中不穩定磷的含量。

GTP、CTP、UTP在某些生化反應中也具有傳遞能量的作用，但不普遍。GTP常參與某些蛋白質構象變化。UDP在多糖合成中可作為攜帶葡萄糖的載體，CDP在磷脂的合成中作為攜帶膽鹼的載體。各種三磷酸核苷酸都是合成DNA或RNA的前體。

核苷酸可以參與構成輔酶，如NAD、FAD、CoA等都含有AMP成分。鳥嘌呤核苷四磷酸和五磷酸在大腸桿菌中參與rRNA合成的調控。

NADPH

磷酸同時與核苷上兩個羥基形成酯鍵，就形成環化核苷酸。最常見的是3',5'-環腺苷酸(cAMP) 和cGMP。它們是激素作用的第二信使，起信號傳遞作用。可被磷酸二酯酶催化水解滅活，生成相應的5'-核苷酸。

cAMP和cGMP

核苷酸可在核苷符號旁加小寫p表示，寫在左邊表示5'核苷酸，寫在右邊表示3'核苷酸。寫幾個就表示幾個磷酸。3',5'-環化核苷酸可在前面加小寫c，2',3'-環化核苷酸可在核苷符號後加「>P」，如U>P表示2',3'-環化尿苷酸。

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