背景及概述^[1]

核苷酸由嘌呤堿或嘧啶堿、戊糖和磷酸構(gòu)成的小分子有機(jī)物，是核酸的結(jié)構(gòu)單元。也可以游離方式存在，其衍生物有多種生物功能。戊糖的第1個(gè)碳原子與嘌呤或嘧啶堿相連構(gòu)成核苷(或脫氧核苷)，其磷酸酯即是核苷酸。生物體內(nèi)存在的核苷酸多為5-磷酸酯，即磷酸基連在糖的第5個(gè)碳原子上。由于在核酸中發(fā)現(xiàn)的戊糖有核糖和脫氧核糖兩種，故核苷酸又可分為(核糖)核苷酸和脫氧核苷酸兩類。RNA含核苷酸，主要有腺苷酸(AMP)、胞苷酸(CMP)、鳥苷酸(GMP)和尿苷酸(UMP)4種，DNA含脫氧核苷酸，主要有脫氧腺苷酸(dAMP)、脫氧胞苷酸(dCMP)、脫氧鳥苷酸(dGMP)和脫氧胸苷酸(dTMP)4種。核苷酸(NMP)的5′-磷酸基還可連結(jié)1個(gè)磷酸基構(gòu)成核苷二磷酸(NDP)，或者再連接1個(gè)磷酸基構(gòu)成核苷三磷酸(NTP)。這些多磷酸衍生物，特別是腺苷三磷酸在生物體中有著極其重要的作用，它們都是高能化合物。ATP、CTP、GTP和UTP是合成RNA的前體物質(zhì)；dATP、dCTP、dGTP和dTTP是合成DNA的前體物質(zhì)。另外，ATP是生物體能量代謝的中心，UTP參與糖的互相轉(zhuǎn)化與合成，CTP參加磷脂的合成，GTP參加蛋白質(zhì)的合成等。許多重要的輔酶和酶的輔基也是核苷酸衍生物，如NAD+、NADP+、FAD等。由ATP轉(zhuǎn)化的環(huán)腺苷酸(cAMP)是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)。類似的化合物還有環(huán)鳥苷酸和環(huán)胞苷酸。

生理作用^[2]

核苷酸（nucleotides，NTs）是一類具有重要生物學(xué)功能的小分子，是生物大分子核酸（nucleicacid，NA），即DNA和RNA的前體物，參與了機(jī)體內(nèi)幾乎所有的生物化學(xué)反應(yīng)。生物體既可以進(jìn)行從頭合成也可以利用細(xì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)物進(jìn)行補(bǔ)救合成。同時(shí)NTs還是人類飲食中的常見組成成分，它們可以被吸收并結(jié)合為機(jī)體組織的一部分。由于膳食NTs及核酸在被消化、吸收以及體內(nèi)代謝是有基本相同的代謝途徑，生物學(xué)作用也十分相似，所以有理由推測(cè)，不論是口服NTs還是核酸，它們?cè)隗w內(nèi)發(fā)揮的營養(yǎng)作用是相似的。

應(yīng)用^[3]

1. 在醫(yī)藥上的應(yīng)用

1）腺苷酸及其衍生物

腺苷酸是體內(nèi)能量傳遞物質(zhì)，比腺三磷穩(wěn)定，具有顯著的擴(kuò)張血管和降壓作用，適用于肝病、瘙癢、靜脈曲張性潰瘍并發(fā)癥。5’-腺苷酸在醫(yī)藥工業(yè)上是用于生產(chǎn)ATP、CoA、CoI、3’，5’-環(huán)腺苷酸和阿糖腺苷等的重要原料。ＡＴＰ是要的能量補(bǔ)充藥物，治療心肌梗塞、肌肉萎縮、心臟病、偏頭痛、肌營養(yǎng)不良及肺炎等疾病，其作為一種細(xì)胞代謝過程中主要的化學(xué)能源物質(zhì)，幾乎參與了所有細(xì)胞的生命活動(dòng)；CoA是體內(nèi)乙酰化反應(yīng)的輔酶，是調(diào)節(jié)糖、脂肪及蛋白質(zhì)代

謝的重要因子，特別是對(duì)促進(jìn)乙酰膽堿的合成、降低血中的膽固醇、增加肝糖元的積存有重要作用，用于治療降膽固醇、白血球減少、肝炎、脂肪肝、動(dòng)脈硬化等，與腺三磷、CoI、CoII、細(xì)胞色素C合用，臨床效果更好；CoI在生物氧化過程中作為氫的受體或供體，起傳遞氫的作用，可加強(qiáng)體內(nèi)物質(zhì)的氧化并供給能量，臨床上用于精神分裂癥、冠心病、心肌炎、白細(xì)胞減少癥、急慢性肝炎、遷移性肝炎及血小板減少癥，也是多種酶活性診斷試劑的重要組成；3’，5’-環(huán)腺苷酸與人體免疫機(jī)能、血小板功能異常及高血壓有關(guān)，也可抑制腫瘤生長；阿糖腺苷是近年來引人注目的廣譜DNA病毒抑制劑，對(duì)單純皰疹I(lǐng)、II型、帶狀皰疹、巨細(xì)、牛痘等DNA病毒在體內(nèi)外都有明顯抑制作用，臨床上已用于治療皰疹性角膜炎，靜脈注射可降低由于單純皰疹病毒感染所致的腦炎的死亡率，從70％降到28％。70年代開始用來治療乙型肝炎，使病毒DNA、DNA聚合酶明顯下降，并可使帶病毒患者失去傳染能力。目前認(rèn)為，阿糖腺苷是治療單純皰疹腦炎的抗病毒藥物。

2）尿苷酸及其衍生物

尿苷酸參與肝解毒物質(zhì)葡萄糖醛酸酐的生物合成，用于治療肝炎、改善冠心病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、白細(xì)胞減少癥的自覺癥狀。尿嘧啶及其衍生物是至今人類所使用的最重要的抗病毒、抗腫瘤藥物，5’-氟尿嘧啶為尿嘧啶抗代謝物，在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成5’-氟-2’-脫氧尿嘧啶核苷酸，抑止胸腺嘧啶脫氧核苷酸合成酶，阻斷脫氧尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變成為胸腺嘧啶脫氧核苷酸，從而影響DNA的生物合成，抑制腫瘤細(xì)胞的生長增殖；阿糖尿苷用于各種急性白血病、腦膜炎、乙型肝炎等的治療；氟碘阿糖尿苷（FIAu）是一種新合成的核苷酸類抗病毒藥物，主要對(duì)人類免疫缺陷病毒（HIV）、皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒（CMV）和HBV等DNA病毒有作用，可能在體內(nèi)首先通過病毒或細(xì)胞的酶進(jìn)行磷酸化，變成三磷酸形式，這種三磷酸氟碘阿糖尿苷可能抑制病毒的DNA多聚酶或者滲入到病毒的核苷酸鏈中，從而起到抑制病毒的作用；5’-氟-5’-脫氧尿苷是一種抗癌新藥，作用大，毒性更??；5-碘-2’-脫氧尿苷是一種新抗癌藥；由尿苷得到的胸苷是治療艾滋病的原料藥，如疊氮胸苷是1987年美國FDA批準(zhǔn)的治療艾滋病的新藥，它的藥理作用是在體內(nèi)經(jīng)磷酸化后生成了3’-疊氮－2’－脫氧胸腺嘧啶核苷酸，后者取代了正常的胸腺嘧啶核苷酸參與病毒DNA的合成，含有疊氮胸苷成分的DNA不能繼續(xù)復(fù)制從而達(dá)到阻止病毒增殖的目的；胸腺嘧啶對(duì)促進(jìn)腦磷脂代謝、治療腦外傷、腦血栓有一定的作用。

3）鳥苷酸及其衍生物

鳥嘌呤具有促進(jìn)視紫質(zhì)代謝、明目的功能[8]；無環(huán)鳥苷（ACV）為高效光譜抗病毒藥，對(duì)單純皰疹性角膜炎、面神經(jīng)炎、慢性乙型肝炎、病毒性腦炎、水痘]等療效顯著，它的藥理作用是通過HSV感染細(xì)胞內(nèi)病毒的胸腺激酶使ACV酸化，選擇性抑制病毒DNA聚合酶；三氮唑核苷除了主要應(yīng)用于小兒呼吸系統(tǒng)的疾病治療外，已試用于猩紅熱、流感以及艾滋病的治療，特別在臨床上經(jīng)艾滋病患者試用，能明顯改善患者癥狀，而且毒副作用小，作用機(jī)理主要是抑制病毒合成酶，它進(jìn)入人體細(xì)胞后磷酸化為三氮唑核苷單磷酸，競爭性抑制次黃嘌呤核苷酸脫氫酶，阻斷鳥苷酸的生物合成，從而抑制病毒DNA的合成，是治療腫瘤、流感、甲肝、乙型腦炎、病毒性肺炎、皰疹病毒、兒童艾滋病、等廣譜抗病毒藥物；鳥嘌呤核苷三磷酸可以治療遷移性胃炎、慢性肝炎、進(jìn)行性肌肉萎縮、各種眼疾、腦震蕩等。

4）胞苷酸及其衍生物

阿糖胞苷在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榘⑻前账?，抑制DNA聚合酶，阻止胞二磷(CDP)轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗醢祝瑥亩种艱NA合成，干擾DNA病毒繁殖和腫瘤細(xì)胞增殖，是目前治療威脅人類生命的病毒病的首創(chuàng)藥物，能降低皰疹腦炎患者的死亡率和神經(jīng)損傷，也用于治療急性白血病等；鹽酸環(huán)胞苷是抗病毒治療白血病的首選藥物；

胞二磷膽堿是卵磷脂生物合成前體，當(dāng)腦功能下降時(shí)，腦組織內(nèi)卵磷脂含量顯著減少，胞二磷膽堿能促進(jìn)卵磷脂的生物合成，興奮腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高覺醒反應(yīng)，降低“肌放電”閾值，恢復(fù)神經(jīng)組織機(jī)能，增加腦血流量和腦耗氧量，改善腦代謝和腦循環(huán)，提高患者的意識(shí)水平，臨床用于腦外傷、腦手術(shù)伴隨的意識(shí)障礙，治療帕金森氏疹，抑郁癥等精神疾患；聚肌胞苷酸為雙鏈多聚肌苷酸、多聚胞苷酸的簡稱，是一種迄今最有效的、人工合成的高效干擾素誘導(dǎo)劑、廣譜抗病毒生化

藥物，可調(diào)整機(jī)體的免疫力，具有抗病毒、抗腫瘤、增強(qiáng)淋巴細(xì)胞免疫功能抑制核酸代謝等作用，注入人體后產(chǎn)生干擾素，使正常細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒蛋白，干擾病毒繁殖，保護(hù)未受感染細(xì)胞免受感染。臨床試用于腫瘤、病毒性肝炎、急性呼吸道病毒感染、血液病等多種病毒感染性疾病。

2. 食品保健方面的應(yīng)用

1）調(diào)味品

5’-GMP及5’-AMP的脫氨產(chǎn)物5’-肌苷酸（5’-IMP）因具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)－磷酸與戊糖的5’位炭原子形成酯鍵；堿基為6位炭原子上具有羥基的嘌呤堿－而呈鮮味，其鮮味分別相當(dāng)于味精的160倍和40倍，5’-GMP和5’-IMP與味精調(diào)合使用具有顯著的鮮味相乘效應(yīng)，且風(fēng)味更佳，還可與經(jīng)過特殊工藝加工的動(dòng)物蛋白和植物蛋白及多種氫基酸混合，調(diào)配各種風(fēng)味的特鮮味精、特鮮醬油和方便湯料，生產(chǎn)出具備特色的雞精、牛肉精等復(fù)合鮮味劑，以適應(yīng)當(dāng)前市場對(duì)食品調(diào)味劑越來越高的要求。在食品中添加呈味核苷酸還能消除或抑制異味。應(yīng)用于某些風(fēng)

味食品中，如牛肉干、肉松、魚干片中，能減少苦澀味；應(yīng)用于醬類中，能改善生醬味；應(yīng)用于制作肉類罐頭中，能抑制淀粉味和鐵銹味。我國在80年代中期以后先后推出了添加呈味核苷酸的固態(tài)湯料、魚干、調(diào)味料等，為呈味核苷酸的應(yīng)用開辟了更廣闊的前景。有關(guān)專家頂計(jì)，未來十年將是這種新一代凋味劑發(fā)展的黃全時(shí)期。

2）奶粉

歐洲已發(fā)表有關(guān)添加NT奶粉指導(dǎo)方針，歐洲、美國、日本、韓國等市場已銷售添加核酸和NT奶粉。母乳內(nèi)含較多核酸（包括NT，NS），而原先普通奶粉

大多數(shù)不含核酸。嬰兒飲用奶粉常會(huì)有先無過敏癥和過敏反應(yīng)。而且對(duì)抗感染能力也較弱.主要原因是奶粉缺少核酸之故。一些研究表明，，新生兒出生時(shí)免疫系統(tǒng)相對(duì)不成熟，在嬰兒早期，淋巴器官迅速成熟增大，特別是胃腸道的淋巴器官，但淋巴細(xì)胞本身核苷酸相對(duì)不足，淋巴細(xì)胞在活化時(shí)比在靜止階段需要更多的外源性核苷酸。體內(nèi)合成的核苷酸可能不能滿足這些重要組織生長的需要，而可被利用的核苷酸及其衍生物在人乳中含量很豐富。Uauy表明，人奶喂養(yǎng)的嬰兒，所需的核苷酸約有1/3來自人奶，而代乳品喂養(yǎng)的嬰兒所需核苷酸的95%來自從頭合成。將核苷酸添加到以牛奶為基礎(chǔ)的代乳品中，對(duì)嬰幼兒的胃腸道發(fā)育、胃腸道健康的維持以及血漿脂蛋白的組成都有有利的影響。歐共體對(duì)嬰幼兒食品中核苷酸的添加水平規(guī)定了上限：每420KJ食品中CMP2.5mg，UMP1.75mg，AMP1.5mg，GMP0.5mg，IMP1.0mg。據(jù)報(bào)道，核酸在促進(jìn)胃、腸道發(fā)育同時(shí)，也能激活腸道免疫，細(xì)菌性免疫功能。嬰兒飲用添加NT奶粉能提高其天然殺傷細(xì)胞活性，從而增強(qiáng)對(duì)細(xì)菌感染抵抗力。而且喂外加核苷酸的嬰兒比喂不外加核苷酸的嬰兒較少患腹瀉，對(duì)嗜血性b型流感病毒有較高的抗體滴度和較高的NK細(xì)胞活性少。

3. 營養(yǎng)保健上的應(yīng)用

70年代后的研究已證明，核苷酸營養(yǎng)的作用機(jī)制不是針對(duì)某一癥狀、某一疾病，而是通過改善每一細(xì)胞的活力而提高機(jī)體各系統(tǒng)的自身功能和自我調(diào)節(jié)能力，來達(dá)到綜合狀態(tài)和生理平衡，因此具有廣泛而穩(wěn)定的營養(yǎng)保健作用。核苷酸添加于保健品中，對(duì)促進(jìn)兒童的生長發(fā)育，增強(qiáng)智力，提高成年人的抗病抗衰老能力及手術(shù)病人的身體康復(fù)均有顯著作用，特別對(duì)老年人效果更佳。科學(xué)研究證明人體的衰老與體內(nèi)合成核苷酸能力的高低密切相關(guān)。隨著年齡的增加，合成核苷酸的能力會(huì)逐漸減弱，造成體內(nèi)核苷酸及組成成分的不足，產(chǎn)生人體各種衰老現(xiàn)象，如皮膚衰老、機(jī)體疲勞、記憶力下降等。假如這時(shí)人體核苷酸攝入量不足，就會(huì)導(dǎo)致核苷酸缺乏癥，引起人體免疫功能的退化和老化，損害人體的免疫功能，造成嚴(yán)重的后果。把核苷酸類物質(zhì)相配合制成保健品，或添加到食品中去制成功能性食品，有利于人體補(bǔ)充核苷酸，使核苷酸代謝處于旺盛狀態(tài)，可以達(dá)到抵抗衰老、延長人體壽命、提高人體免疫功能及治療疾病的目的。如現(xiàn)有的核苷酸口服液，藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)證明具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的作用，而且無明顯毒副作用，使用安全；采用新的核苷酸膳食治療高血脂癥，對(duì)降低高血壓、高血脂，改善動(dòng)脈粥樣硬化病效果十分明顯，而且該療法從生成蛋白質(zhì)的核酸入手，加上以合理營養(yǎng)平衡膳食的方法，從根本上解決問題。在日本，80年代初就把核苷酸廣泛地應(yīng)用于保健品，飲食服務(wù)，食品加工及家庭烹調(diào)上，核苷酸類物質(zhì)的廣泛使用使日本人的體質(zhì)大大的增強(qiáng)，平均壽命也大幅度提高。90年代初，我國的一些大城市如北京、上海也開始研制核苷酸類保健品及調(diào)料。是以北京南方生物資源研究所開發(fā)的4種來福核酸調(diào)味品、食品添加劑-美味素、美味增強(qiáng)劑、超級(jí)調(diào)料及生命素為標(biāo)志的核酸飲食療法，掀起了新的營養(yǎng)方法。這些核酸類食品既是劃時(shí)代創(chuàng)新的美味調(diào)料，也是新一代的保健食品。它的研制成功同時(shí)標(biāo)志著我國營養(yǎng)保健品從傳統(tǒng)的補(bǔ)品和目前的氨基酸型、微量元素型、多糖類型及維生素型等單一型發(fā)展成為以核酸類物質(zhì)為主體的全營養(yǎng)劑型，標(biāo)志著調(diào)味品從單一谷氨酸鈉型轉(zhuǎn)變成核酸-核苷酸-氨基酸型的全方位全劑型。這類保健品的開發(fā)與推廣，大大推動(dòng)了我國保健事業(yè)的飛速發(fā)展。

3. 農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

核苷酸作為植物生長刺激劑利用潛力很大，實(shí)驗(yàn)證明，核苷酸能提高種子內(nèi)含物的轉(zhuǎn)化能力、出苗率和苗的質(zhì)量，促進(jìn)植物根系的生產(chǎn)，并能加深葉色，提高葉綠素含量。是制造天然細(xì)胞分裂素、激動(dòng)素、玉米素等腺嘌呤衍生物的原料，通過對(duì)水稻、蘋果、玉米、大豆、油菜、柑橘等多種作物進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，已取得不同的增產(chǎn)和早熟效果，尤其在豆科作物如紫云英、大豆等最高增產(chǎn)幅度可達(dá)25.5%。日本還報(bào)道在水稻增殖期噴施尿苷酸衍生物尿嘧啶后，水稻每穗粒數(shù)增

加了30％。英國《自然》雜質(zhì)報(bào)道核苷酸促進(jìn)了綠色苜蓿類植物根瘤菌的固氮活力，從而苜蓿重量增加了1倍。目前還報(bào)道了核苷酸類物質(zhì)對(duì)靈芝的增產(chǎn)可達(dá)26.6%，對(duì)猴頭菌的質(zhì)量和數(shù)量都有一定的提高。核糖核酸及其降解物的衍生物作為抗菌素，可用于防治植物病菌的農(nóng)藥，這類農(nóng)藥對(duì)人體無毒害，對(duì)環(huán)境無污染，有望發(fā)展成為新一代無毒高效農(nóng)藥。在環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的當(dāng)今，對(duì)這類農(nóng)藥的開發(fā)與大規(guī)模的推廣利用十分具有社會(huì)價(jià)值。然而，國內(nèi)在這些方面的應(yīng)用研究則顯得相當(dāng)落后。

4. 化妝品方面的應(yīng)用

由于核苷酸具有促進(jìn)蛋白質(zhì)合成的作用，核苷酸制品在化妝行業(yè)的應(yīng)用也很廣泛，可添加于洗滌劑、乳化劑、雪花膏、乳液、戲劇化妝品中，能夠促進(jìn)皮膚的新陳代謝、具有防皺、生肌保濕、控制皮脂分泌、阻止紫外線吸收、使皮膚柔軟的作用，對(duì)雀斑、蕎麥皮膚、青春痘、香港腳等各種皮膚病都能發(fā)揮極強(qiáng)的滲透力，治療效果顯著。

主要參考資料

[1]中國中學(xué)教學(xué)百科全書·生物卷

[2] 外源核苷酸與免疫功能研究進(jìn)展

[3] 核苷酸類物質(zhì)的應(yīng)用研究進(jìn)展