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核苷(Nucleoside)是一類糖苷的總稱。核苷是核酸和核苷酸的組成成分[1]。核苷都是由D-核糖或D-Z-脫氧核糖與嘧啶鹼或嘌呤鹼縮合而成。
核苷一般為無色結晶,不溶於普通有機溶劑,易溶於熱水,熔點為160~240℃。由D-核糖生成的核苷稱核糖核苷,參與RNA組成,由D-α-脫氧核糖生成的核苷稱脫氧核糖核苷,參與DNA組成。
形成
核酸中的核苷由嘌呤或嘧啶鹼與核糖或脫氧核糖縮合而成。核糖分子中的碳原子(C1)與嘧啶分子中的氮原子(N1)或嘌呤分子中的氮原子(N9)之間形成苷鍵,生成N-糖苷,即嘧啶或嘌呤的呋喃核糖苷,稱為核糖核苷。2-脫氧核糖分子中的碳原子(C1)與嘧啶分子中的氮原子(N1)或嘌呤分子中的氮原子(N9)之間形成苷鍵,成為嘧啶或嘌呤的呋喃脫氧核糖苷,稱為脫氧核糖核苷。例如,腺嘌呤連接到核糖上,生成腺嘌呤-9-β-D-呋喃核糖核苷,稱為腺嘌呤核苷;胸腺嘧啶連接到2′-脫氧核糖上,生成胸腺嘧啶-1-β-D-2′-脫氧呋喃核糖核苷,稱為胸腺嘧啶核苷。
結構
常見的核苷有:尿嘧啶核苷(尿嘧啶-1-β-D-呋喃核糖核苷)(見結構式a)、腺嘌呤核苷(腺嘌呤-9-β-D-呋喃核糖核苷)(b)、胞嘧啶核苷(胞嘧啶-1-β-D-呋喃核糖核苷)(c)、鳥嘌呤核苷(鳥嘌呤-9-β-D-呋喃核糖核苷)(d)、胸腺嘧啶核苷(胸腺嘧啶-1-β-D-2′-脫氧呋喃核糖核苷)(e)。
此外,核糖和脫氧核糖可與稀有鹼基結合成相應的稀有核苷;還有碳-碳鍵連結在一起的假尿嘧啶核苷(f)。
性質
一般核苷為無色的高熔點結晶;易溶於熱水,難溶於冷水,嘧啶核苷較嘌呤核苷更易溶於水,難溶於有機溶劑,苯甲酰化後可溶於醇。腺嘌呤核苷、胞嘧啶核苷為弱鹼性,尿嘧啶核苷為弱酸性,溶於強鹼中;可製成鉛鹽、銀鹽、苦味酸鹽、苦酮酸鹽。
核苷上的羥基可起烷基化反應,如二苯甲基化、甲基化、苄基化、硅烷化等反應;也可進行各種酰化反應,如乙酰化、苯甲酰化、異丁酰化等反應,核糖核苷可進行丙酮叉化、苄叉化反應,還可以與原酸酯反應。
製法
核苷可從水解核酸來製備。用吡啶水溶液、氧化鋁或酶促水解核糖核酸RNA,可得到核糖核苷;用氧化鋁或酶水解脫氧核糖核酸DNA可得到脫氧核糖核苷。核苷也可用化學方法合成。適當保護的核糖或脫氧核糖與鹼基衍生物縮合,可得到相應的核糖核苷和脫氧核糖核苷。或在糖的C1上先形成碳-氮和碳-碳鍵,然後閉環成雜環鹼基而得到核苷。
生理功能
核苷是核酸的主要組分。有些核苷及其衍生物具有顯著的生理功能,如次黃嘌呤核苷(肌苷)可治療急性和慢性肝炎及風濕性心臟病,並有增加白血球等功效。5-氟尿嘧啶脫氧核苷能抗腫瘤,毒性比5-氟尿嘧啶低,對肝癌、胃癌、直腸癌、卵巢癌、膀胱癌有一定療效。胞嘧啶阿拉伯糖苷對緩解白血病有顯著效果。5′-脫氧-5′-碘尿嘧啶核苷是治療病毒性角膜炎的特效藥。