基本介紹
一類由嘌呤堿或嘧啶堿、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。根據(jù)堿基的不同，又有腺嘌呤核苷酸(腺苷酸，AMP)、鳥嘌呤核苷酸(鳥苷酸，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體現(xiàn)的。此外，三磷酸尿苷、三磷酸胞苷及三磷酸鳥苷也是有些物質(zhì)合成代謝中能量的來源。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（見嘌呤代謝紊亂、嘧啶代謝紊亂）。
核苷酸類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)鳥苷酸(cGMP)。
生物學(xué)功能 核苷酸類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)過程。現(xiàn)概括為以下五個(gè)方面：
① 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中主要有四種類型脫氧核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP和dTMP，合成前身物則是datp、dGTP、dCTP和dUTP。
② 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。
③ 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。
⑤ 環(huán)核苷酸對(duì)于許多基本的生物學(xué)過程有一定的調(diào)節(jié)作用（見第二信使）。
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。
① 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，這些前身物有天門冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳單位（甲酰基及次甲基，由四氫葉酸攜帶）等。它們通過11步酶促反應(yīng)先合成次黃嘌呤核苷酸（又稱肌苷酸）。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冬氨酸等。氨基甲酰磷酸及天門冬氨酸經(jīng)過數(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?/p>
