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核苷酸英语Nucleotide),由核糖、磷酸和含氮碱基所组成的一种有机化合物,是核酸(含核糖核酸脱氧核糖核酸)的基本构成单元。其中核糖部份是核糖或去氧核糖,含氮碱基尿嘧啶(uracil, U)、鸟嘌呤(guanine, G)、胞嘧啶(cytosine, C)、腺嘌呤(adenine, A)或胸腺嘧啶(Thymine,T)中之一种。[1][2]

核酸的组成构件

核苷酸是生物体内核酸的重要组成构件,参与了多种代谢和调节活动,也是《生物化学》的重点。

核苷酸在人体内广泛分布,具有多种生物学功能:

  • ①核苷酸是构成核酸的基本单位,这是其最主要功能。
  • ②储存能量。三磷酸核苷酸,尤其是ATP是细胞的主要能量形式。另外,一些活化的中间产物,如UDP葡萄糖,亦含有核苷酸成分。
  • ③参与代谢和生理调节:许多代谢过程受到体内ATP、ADP或AMP水平的调节。cAMP(或cGMP)是多种细胞膜 激素受体的调节作用的第二信使。
  • ④组成辅酶。如腺苷酸可作为NAD+、ANDP+、FMN、FAD及CoA等的组成成分。

几乎所有细胞均可以从头合成及补救合成两种途径合成核苷酸 。[3]

组成

核苷酸是组成核酸的基本单位。组成脱氧核糖核酸DNA的核苷酸是脱氧核糖核苷酸(deoxyribonucleotide)。组成RNA的是核糖核苷酸(ribonudeotide)。核苷酸可以进一步水解为核苷(nucleoside)和磷酸,核苷又可以水解为戊糖(pentose)和碱基(base)。

核苷酸中的戊糖有核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)两种,分别存在于核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸中。核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物,分属于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物。核苷酸中的嘌呤碱基主要有鸟嘌呤(guanine)和腺嘌呤(adenine);嘧啶碱基主要有:尿嘧啶(uracil)、胞嘧啶(cytosine)和胸腺嘧啶(thymine)。其中尿嘧啶只存在于RNA中,而胸腺嘧啶只存在于DNA中。[3]

核苷酸及相应的核苷
原图链接

核苷中戊糖的羟基与磷酸以磷酸酯键连接而成为核苷酸。生物体内的核苷酸大多数是核糖或脱氧核糖的C5′上羟基被磷酸酯化,形成5′核苷酸。核苷酸在5′进一步磷酸化即生成二磷酸核苷三磷酸核苷。以核糖腺苷酸为例,除AMP外,还有二磷酸腺苷(ADP,adenosine 5′-diphosphate)和三磷酸腺苷(ATP,adenosine 5′-triphosphate)两种形式。核苷酸的二磷酸酯和三磷酸酯多为核苷酸有关代谢的中间产物或者酶活性和代谢的调节物质,以及作为核苷酸有关代谢的中间产物或者酶活性和代谢的调节物质,以及作为生理储能和供能的重要形式。

核苷酸还有环化的形式。它们主要是3′,5′-环化腺苷酸(cAMP,adenosine 3′,5′-cyclicmonophosphate)和3′,5′-环化鸟苷酸(cGMP,guanosine 3′,5′-cyclic monophosphate),化学结构如核苷酸及相应的核苷图上所示。环化核苷酸在细胞内代谢的调节和跨细胞膜信号中起著十分重要的作用。[4]

核苷酸是如何促生长

核苷酸参与蛋白质的合成,维持肝脏等器官的正常功能。体内蛋白质合成过程,实质上就是脱氧核糖核酸(dna)通过信使核糖核酸(mrna)到蛋白质分子的同化作用。蛋白质合成中多肽链的胺基酸排列顺序取决于相应的mrna核苷酸排列顺序。从以往的研究结果来看,核苷酸很可能是精细地促进了基因的转录,加强了蛋白质的净合成,并减少体蛋白的分解氧化。这种加强蛋白质的合成的途径可能有二:

  • ①核苷酸直接促进了肝中蛋白质的合成过程;
  • ②核苷酸通过诱导生长激素(gh)分泌促进蛋白质合成。所在,外源性核苷酸可促进蛋白质积累,促进生长发育。[5]

参考资料

  1. 张义峰. 核苷酸 Nucleotides. 国家教育研究院 (中文). 
  2. 核糖核酸RNA(ribonucleic acid). 屏东海洋生物博物馆 (中文). 
  3. 3.0 3.1 核苷酸的生物合成与代谢中重点内容讲解. 丁香通 (中文). 
  4. 核酸的化学组成. 医学全在线. 2007-12-03 (中文). 
  5. 核酸、核苷酸,我们究竟了解多少?. 每日头条. 2015-12-22 (中文).