【2.1.4】核苷酸

核苷中戊糖的羟基被磷酸酯化,就形成核苷酸(nucleotide)。核糖核苷的糖环上有三个羟基,可形成三种核苷酸:2’、3’和5’-核糖核苷酸。脱氧核糖只有3’和5’两种。生物体内游离存在的多是5’核苷酸。用碱水解RNA可得到2’和3’核糖核苷酸的混合物。

核苷酸

稀有碱基也可形成相应的核苷酸。在天然DNA中已找到十多种脱氧核糖核苷酸,在RNA中找到了几十种核糖核苷酸。

细胞内有一些游离的多磷酸核苷酸,它们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。最常见的是5’-ADP和5’-ATP。ATP上的磷酸残基由近向远以α、β、γ编号。

ATP上的磷酸残基由近向远以α、β、γ编号

ATP外侧两个磷酸酯键水解时可释放出7.3千卡/摩尔能量,而普通磷酸酯键只有2千卡,所以被称为高能磷酸键(~P)。因此ATP在细胞能量代谢中起极其重要的作用,许多化学反应需要由ATP提供能量。高能磷酸键不稳定,在1 mol/L HCl中,100℃水解7分钟即可脱落,而α-磷酸则稳定得多。利用这一特性可测定ATP和ADP中不稳定磷的含量。

GTP、CTP、UTP在某些生化反应中也具有传递能量的作用,但不普遍。GTP常参与某些蛋白质构象变化。UDP在多糖合成中可作为携带葡萄糖的载体,CDP在磷脂的合成中作为携带胆碱的载体。各种三磷酸核苷酸都是合成DNA或RNA的前体。

核苷酸可以参与构成辅酶,如NAD、FAD、CoA等都含有AMP成分。鸟嘌呤核苷四磷酸和五磷酸在大肠杆菌中参与rRNA合成的调控。

NADPH

磷酸同时与核苷上两个羟基形成酯键,就形成环化核苷酸。最常见的是3',5'-环腺苷酸(cAMP) 和cGMP。它们是激素作用的第二信使,起信号传递作用。可被磷酸二酯酶催化水解灭活,生成相应的5'-核苷酸。

cAMP和cGMP

核苷酸可在核苷符号旁加小写p表示,写在左边表示5’核苷酸,写在右边表示3’核苷酸。写几个就表示几个磷酸。3',5'-环化核苷酸可在前面加小写c,2',3'-环化核苷酸可在核苷符号后加“>P”,如U>P表示2',3'-环化尿苷酸。

其他

核苷酸是核苷的戊糖羟基发生磷酸化反应而形成的磷酸酯。其中核糖核苷的磷酸酯为核糖核苷酸(ribonucleotide),脱氧核苷的磷酸酯为脱氧核苷酸(deoxyribonucleotide)。理论上,核苷的5′-OH、3′-OH和2′-OH均可以发生磷酸化,而分别形成核苷-5′-磷酸、核苷-3′-磷酸和核苷-2′-磷酸。但是,自然界的核苷酸多为核苷-5′-磷酸。

由于自然界游离的核苷酸多为核苷-5′-磷酸,因此如果没有特别说明,某某核苷酸即指核苷-5′-磷酸。

参考资料

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