核酸 - 核苷和核苷酸

• 核苷酸是其中分子结构包含与糖和磷酸基团连接的含氮单位（碱）的有机化合物类别的任何成员。
• 它们是核酸的单体单元，也用作化学能源（ATP，GTP）的来源，参与蜂窝信号传导（CAMP，CGMP）并用作酶促反应的重要辅助因子（COA，FAD，FMN，NAD +）。
• 没有磷酸核苷酸组的分子称为核苷。
• 核苷是糖基胺，所述糖基胺仅由氮气碱和五碳糖（核糖或脱氧剂）组成。

核苷酸的结构

单个核苷酸由三种组分组成：含氮基碱，五碳糖（戊糖）和至少一个磷酸盐基团，核苷酸也称为“核苷酸”。

单个磷酸盐分子重复地将糖环分子连接在两个相邻的核苷酸单体中，从而将核酸端到端的核苷酸单体连接到长链中。

与核酸核苷酸不同，当磷酸盐基团与相同糖分子的两次结合时形成奇异的环状核苷酸，即在糖羟基的角落处

含氮基础

• 氮碱是嘌呤或嘧啶。
• 细胞中发现了五个主要碱基。嘌呤的衍生物称为腺嘌呤和鸟嘌呤，嘧啶的衍生物称为胸腺嘧啶，胞嘧啶和尿嘧啶。
• 嘌呤包括腺嘌呤和鸟嘌呤，并有两个环。
• 腺嘌呤在戒指上有氨基团，而鸟嘌呤有酮集团。
• 嘧啶包括胞嘧啶，硫胺素和尿嘧啶，并有一个环。
• 胸腺嘧啶（发现在脱氧核糖核酸）和尿嘧啶（在RNA中发现）类似的是，它们都具有酮基团，但胸腺嘧啶在其环上具有额外的甲基。
• 鸟嘌呤和胞嘧啶之间的键（三个氢键）比腺嘌呤和胸腺嘧啶（两个氢键）之间的键更强。

戊糖

• 五碳糖是核糖（在RNA中）或脱氧（在DNA）分子中。
• 在核苷酸中，两种戊糖糖在其β-呋喃（封闭的五元环）形式中。

核苷的结构

• 虽然核苷酸由核碱基，五碳糖和一种或多种磷酸基团组成，但核苷仅具有含氮碱和五碳糖。
• 在核苷中，碱通过在1'位置通过β-糖苷键结合至核糖或脱氧糖。
• 核苷的实例包括胞嘧啶，尿苷，腺苷，鸟苷，胸苷和肌苷。

核苷酸的性质

嘌呤基地的性质

• 略微溶于水
• 在260nm处吸收紫外线区域的光。（核苷酸的检测和定量）
• 能够形成氢键
• 芳香族基本原子编号为1至9
• 通过嘧啶环与咪唑环融合来形成嘌呤环。
• 编号逆时针。

腺嘌呤：化学上它是6-氨基嘌呤

鸟嘌呤：化学上它是2-amino，6-氧嘌呤

可以作为内酰胺和Lactim形式出示

嘧啶碱基的性质

• 易溶于身体pH
• 在260nm处也吸收紫外线
• 能够形成氢键
• 芳族基原子为嘧啶的编号为1至6。
• 附着在碱基原子的原子或基团具有与它们所键合的环原子相同的数量。

胞嘧啶：化学是2-氧，4-氨基嘧啶

存在内酰胺或乳酰胺形式

胸腺嘧啶：化学上是2,4二恶氧，5-甲基嘧啶

仅发生在DNA中

尿嘧啶：化学上是2,4二恶氧嘧啶

仅在RNA中发现

戊糖的性质

• pentose是一种用五个碳原子的单糖。
• 核糖是最常见的戊糖，其与每个碳原子连接一个氧原子。
• 通过损失氧原子衍生自氧来氧化糖。
• 碳水化合物中的醛官能团与相邻的羟基官能团反应以形成分子内半缩醛。
• 得到的环结构与呋喃有关，并称为呋喃糖。
• 戒指自发地打开和关闭，允许旋转发生在羰基和相邻的碳原子之间的粘合，从而产生两个不同的构造（α和β）。该过程被称为脱节。

核苷酸的分类

在存在的糖类型的基础上，核苷酸可能是：

1. 核糖核苷酸如果糖是核糖。
2. 脱氧核糖核苷酸如果糖是脱氧。

核苷的分类

在存在的含氮基础的基础上，核苷衍生物也可以如下所述：

1. 腺苷核苷酸：ATP，ADP，AMP，Cyclic AMP
2. 鸟苷核苷酸：GTP，GDP，GMP，Cyclic GMP
3. 胞苷核苷酸：CTP，CDP，CMP和某些葡萄糖，胆碱和乙醇胺的脱氧CDP衍生物
4. 尿素核苷酸：UDP.
5. 各种各样的：PAPS（活性硫酸盐），SAM（活性甲硫氨酸），像NAD +，FAD，FMN，COBAMIDE辅酶，COA等辅酶

函数核苷酸

• 核苷酸对生物体具有重要意义，因为它们是核酸的结构块，控制所有遗传特征的物质。
• 多核苷酸由3'，5'-磷酸二酯桥连接的核苷组成。遗传消息在沿多核苷酸链的碱基序列中存在。
• 核苷酸具有细胞代谢的各种作用。它们是代谢交易中的能量货币。
• 它们作为细胞对激素和其他细胞外刺激的反应中的基本要素。
• 它们是酶辅因子和代谢中间体阵列的结构组分。
• 每种蛋白质和最终每个生物分子和细胞组分的结构是编程为细胞核酸的核苷酸序列的信息的产物。
• 用作能源商店以供将来用于磷酸盐转移反应。这些反应主要由ATP进行。
• 形成几个重要辅酶的一部分，例如NAD +，NADP +，FAD和辅酶A.
• 作为许多重要的蜂窝过程的介质，例如信号转导事件中的第二信使。主要的第二信使是循环amp（阵营），由ATP形成的AMP的循环衍生物。
• 用作神经递质和作为信号受体配体。腺苷可以用作抑制性神经递质，而ATP也会影响整个中央和周围神经系统的突触神经递质。ADP是血小板函数的重要激活因子，导致血液凝固的控制。
• 通过对酶活性的变构作用来控制许多酶促反应。
• 用作许多生物合成反应中的活性中间体。这些活化的中间体包括参与甲基转移反应的S-腺苷聚甲基乙硫氨酸（S-腺苷或SAM）以及参与糖原和糖蛋白合成的许多糖偶联核苷酸。

参考

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4. https://themedicalbiochemistrypage.org/nucleic-acids.php.
5. https://www.slideshare.net/prachandrajb/孤核苷酸 - 化学
6. https://en.wikipedia.org/wiki/核苷酸