環狀末端核苷酸

開放分類：生物化學

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環狀核苷酸；核苷酸可在環化酶的催化下生成環式的一磷酸核苷。其中以3』，5』?c環狀腺苷酸（以camp）研究最多，它是由腺苷酸上磷酸與核醣3』，5』碳原子酯化而形成的，它的結構式如下圖所示。

正常細胞中camp的濃度很低。在細胞膜上的腺苷酸環化酶和mg2＋存在下，可催化細胞中atp分子脫去乙個焦磷酸而環化成camp，使camp的濃度公升高，但camp又可被細胞內特異性的磷酸二酯酶水解成5』?camp，故camp的濃度受這兩種酶活力的控制，使其維持一定的濃度。

現認為camp是生物體內的基本調節物質。它傳遞細胞外的訊號，起著某些激素的「第二信使」作用。不少激素的作用是通過camp進行的，當激素與膜上受體結合後，活化了腺苷酸環化酶，使細胞內的camp含量增加。

再通過camp去啟用特異性的蛋白激酶，由激酶再進一步起作用。近年來發現3』、5』?c環鳥苷酸（cgmp）也有調節作用，但其作用與camp正好相拮抗。

它們共同調節著細胞的生長和發育等過程。此外，在大腸桿菌中camp也參與dna轉錄的調控作用。

2．核酸的化學結構（或一級結構）

核酸分子是由核苷酸單體通過3』，5』?c磷酸二酯鍵聚合而成的多核苷酸長鏈。核苷酸單體之間是通過脫水縮合而成為聚合物的，這點與蛋白質的肽鏈形成很相似。

在脫水縮合過程中，乙個核苷酸中的磷酸給出乙個氫原子；另乙個相鄰核苷酸中的戊糖給出乙個羥基，產生一分子水，每個單體便以磷酸二酯鍵的形式連線起來。由許多個核苷酸縮合而形成多核苷酸鏈。如果用脾磷酸二酯酶來水解多核苷酸鏈，得到的是3』?

c核苷酸，而用蛇毒磷酸二酯酶來水解得到的卻是5』?c核苷酸。這證明多核苷酸鏈是有方向的，一端叫3』?

c未端，一端叫5』?c末端。所謂3』?

c末端是指多核苷酸鏈的戊糖上具有3』?c磷酸基（或羥基）的末端，而具有5』?c磷酸基（或羥基）的末端則稱為5』末?

c端。多核苷酸鏈兩端的核苷酸為末端核苷酸，末端磷酸基與核苷相連的鍵稱為磷酸單酯鍵。書寫多核苷酸鏈時，通常將5』端寫在左邊，3』端寫在右邊。

但在書寫一條互補的雙鏈dna時，由於二條鏈是反向平行的，因此每條鏈的末端必須註明5』或3』。通常寡核苷酸鏈可用右面的簡式表示（如右圖所示）。

述簡式還可簡化為papcpgpuoh，若進一步簡化，還可將核苷酸鏈中的p省略，或在核苷酸之前加小點，則變為pacguoh或pa?c?g?uoh。

3．核酸的性質

（1）一般性質

核酸和核苷酸既有磷酸基，又有鹼性基團，為兩性電解質，因磷酸的酸性強，通常表現為酸性。核酸可被酸、鹼或酶水解成為各種組分，其水解程度因水解條件而異。rna在室溫條件下被稀鹼水解成核苷酸而dna對鹼較穩定，常利用該性質測定rna的鹼基組成或除去溶液中的rna雜質。

dna為白色纖維狀固體，rna為白色粉末；都微溶於水，不溶於一般有機溶劑。常用乙醇從溶液中沉澱核酸。

（2）核酸的紫外吸收性質

核酸中的嘌呤鹼和嘧啶鹼均具有共軛雙鍵，使鹼基、核苷、核苷酸和核酸在240～290nm的紫外波段有乙個強烈的吸收峰，最大吸收值在260nm附近。不同的核苷酸有不同的吸收特性。由於蛋白質在這一光區僅有很弱的吸收，蛋白質的最大吸收值在280nm處，利用這一特性可以鑑別核酸純度及其製劑中的蛋白質雜質。

（3）核酸的變性和復性

①核酸的變性：是指核酸雙螺旋區的氫鍵斷裂，鹼基有規律的堆積被破壞，雙螺旋鬆散，發生從螺旋到單鍵線團的轉變，並分離成兩條纏繞的無定形的多核苷酸單鍵的過程。變性主要是由二級結構的改變引起的，因不涉及共價鍵的斷裂，故一級結構並不發生破壞。

多核苷酸骨架上共價鍵（3』，5』?d磷酸二酯健）的斷裂稱為核酸的降解，降解引起核酸分子量降低。引起核酸變性的因素很多，如加熱引起熱變性，ph值過低（如ph＜4＝的酸變性和ph值過高（ph＞11.

5）的鹼變性，純水條件下引起的變性以及各種變性試劑，如甲醇、乙醇、尿素等都能使核酸變性。此外，dna的變性還與其分子本身的穩定性有關，由於c?dc中有三對氫健而a－t對只有兩對氫鍵，故c＋g百分含量高的dna分子就較穩定，當dna分子中a＋t百分含量高時就容易變性。

環狀dna分子比線形dna要穩定，因此線狀dna較環狀dna容易變性。