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核苷酸由嘌呤堿或嘧啶堿、戊糖和磷酸構成的小分子有機物，是核酸的結構單元。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個碳原子與嘌呤或嘧啶堿相連構成核苷(或脫氧核苷)，其磷酸酯即是核苷酸。生物體內存在的核苷酸多為5-磷酸酯，即磷酸基連在糖的第5個碳原子上。由于在核酸中發現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1個磷酸基構成核苷二磷酸(NDP)，或者再連接1個磷酸基構成核苷三磷酸(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；dATP、dCTP、dGTP和dTTP是合成DNA的前體物質。另外，ATP是生物體能量代謝的中心，UTP參與糖的互相轉化與合成，CTP參加磷脂的合成，GTP參加蛋白質的合成等。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轉化的環腺苷酸(cAMP)是重要的調節物質。類似的化合物還有環鳥苷酸和環胞苷酸。
核苷酸（nucleotides，NTs）是一類具有重要生物學功能的小分子，是生物大分子核酸（nucleicacid，NA），即DNA和RNA的前體物，參與了機體內幾乎所有的生物化學反應。生物體既可以進行從頭合成也可以利用細胞內代謝產物進行補救合成。同時NTs還是人類飲食中的常見組成成分，它們可以被吸收并結合為機體組織的一部分。由于膳食NTs及核酸在被消化、吸收以及體內代謝是有基本相同的代謝途徑，生物學作用也十分相似，所以有理由推測，不論是口服NTs還是核酸，它們在體內發揮的營養作用是相似的。
1）腺苷酸及其衍生物
腺苷酸是體內能量傳遞物質，比腺三磷穩定，具有顯著的擴張血管和降壓作用，適用于肝病、瘙癢、靜脈曲張性潰瘍并發癥。5’-腺苷酸在醫藥工業上是用于生產ATP、CoA、CoI、3’，5’-環腺苷酸和阿糖腺苷等的重要原料。ＡＴＰ是要的能量補充藥物，治療心肌梗塞、肌肉萎縮、心臟病、偏頭痛、肌營養不良及肺炎等疾病，其作為一種細胞代謝過程中主要的化學能源物質，幾乎參與了所有細胞的生命活動；CoA是體內乙酰化反應的輔酶，是調節糖、脂肪及蛋白質代
謝的重要因子，特別是對促進乙酰膽堿的合成、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、動脈硬化等，與腺三磷、CoI、CoII、細胞色素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，可加強體內物質的氧化并供給能量，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’-環腺苷酸與人體免疫機能、血小板功能異常及高血壓有關，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，對單純皰疹I、II型、帶狀皰疹、巨細、牛痘等DNA病毒在體內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。目前認為，阿糖腺苷是治療單純皰疹腦炎最好的抗病毒藥物。
2）尿苷酸及其衍生物
尿苷酸參與肝解毒物質葡萄糖醛酸酐的生物合成，用于治療肝炎、改善冠心病、風濕性關節炎、白細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，在體內轉變成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，主要對人類免疫缺陷病毒（HIV）、皰疹病毒、巨細胞病毒（CMV）和HBV等DNA病毒有作用，可能在體內首先通過病毒或細胞的酶進行磷酸化，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，毒性更小；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批準的治療艾滋病的新藥，它的藥理作用是在體內經磷酸化后生成了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不能繼續復制從而達到阻止病毒增殖的目的；胸腺嘧啶對促進腦磷脂代謝、治療腦外傷、腦血栓有一定的作用。
3）鳥苷酸及其衍生物
鳥嘌呤具有促進視紫質代謝、明目的功能[8]；無環鳥苷（ACV）為高效光譜抗病毒藥，對單純皰疹性角膜炎、面神經炎、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感染細胞內病毒的胸腺激酶使ACV酸化，選擇性抑制病毒DNA聚合酶；三氮唑核苷除了主要應用于小兒呼吸系統的疾病治療外，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，作用機理主要是抑制病毒合成酶，它進入人體細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
阿糖胞苷在體內轉變為阿糖胞苷酸，抑制DNA聚合酶，阻止胞二磷(CDP)轉變為脫氧胞二磷，從而抑制DNA合成，干擾DNA病毒繁殖和腫瘤細胞增殖，是目前治療威脅人類生命的病毒病的首創藥物，能降低皰疹腦炎患者的死亡率和神經損傷，也用于治療急性白血病等；鹽酸環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，當腦功能下降時，腦組織內卵磷脂含量顯著減少，胞二磷膽堿能促進卵磷脂的生物合成，興奮腦干網狀結構，提高覺醒反應，降低“肌放電”閾值，恢復神經組織機能，增加腦血流量和腦耗氧量，改善腦代謝和腦循環，提高患者的意識水平，臨床用于腦外傷、腦手術伴隨的意識障礙，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劑、廣譜抗病毒生化
藥物，可調整機體的免疫力，具有抗病毒、抗腫瘤、增強淋巴細胞免疫功能抑制核酸代謝等作用，注入人體后產生干擾素，使正常細胞產生抗病毒蛋白，干擾病毒繁殖，保護未受感染細胞免受感染。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。
1）調味品
5’-GMP及5’-AMP的脫氨產物5’-肌苷酸（5’-IMP）因具有特殊的化學結構－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，其鮮味分別相當于味精的160倍和40倍，5’-GMP和5’-IMP與味精調合使用具有顯著的鮮味相乘效應，且風味更佳，還可與經過特殊工藝加工的動物蛋白和植物蛋白及多種氫基酸混合，調配各種風味的特鮮味精、特鮮醬油和方便湯料，生產出具備特色的雞精、牛肉精等復合鮮味劑，以適應當前市場對食品調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。應用于某些風
味食品中，如牛肉干、肉松、魚干片中，能減少苦澀味；應用于醬類中，能改善生醬味；應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湯料、魚干、調味料等，為呈味核苷酸的應用開辟了更廣闊的前景。有關專家頂計，未來十年將是這種新一代凋味劑發展的黃全時期。
2）奶粉
歐洲已發表有關添加NT奶粉指導方針，歐洲、美國、日本、韓國等市場已銷售添加核酸和NT奶粉。母乳內含較多核酸（包括NT，NS），而原先普通奶粉
大多數不含核酸。嬰兒飲用奶粉常會有先無過敏癥和過敏反應。而且對抗感染能力也較弱.主要原因是奶粉缺少核酸之故。一些研究表明，，新生兒出生時免疫系統相對不成熟，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，但淋巴細胞本身核苷酸相對不足，淋巴細胞在活化時比在靜止階段需要更多的外源性核苷酸。體內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，人奶喂養的嬰兒，所需的核苷酸約有1/3來自人奶，而代乳品喂養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的代乳品中，對嬰幼兒的胃腸道發育、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。歐共體對嬰幼兒食品中核苷酸的添加水平規定了上限：每420KJ食品中CMP2.5mg，UMP1.75mg，AMP1.5mg，GMP0.5mg，IMP1.0mg。據報道，核酸在促進胃、腸道發育同時，也能激活腸道免疫，細菌性免疫功能。嬰兒飲用添加NT奶粉能提高其天然殺傷細胞活性，從而增強對細菌感染抵抗力。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，對嗜血性b型流感病毒有較高的抗體滴度和較高的NK細胞活性少。
3. 營養保健上的應用
70年代后的研究已證明，核苷酸營養的作用機制不是針對某一癥狀、某一疾病，而是通過改善每一細胞的活力而提高機體各系統的自身功能和自我調節能力，來達到最佳綜合狀態和生理平衡，因此具有廣泛而穩定的營養保健作用。核苷酸添加于保健品中，對促進兒童的生長發育，增強智力，提高成年人的抗病抗衰老能力及手術病人的身體康復均有顯著作用，特別對老年人效果更佳。科學研究證明人體的衰老與體內合成核苷酸能力的高低密切相關。隨著年齡的增加，合成核苷酸的能力會逐漸減弱，造成體內核苷酸及組成成分的不足，產生人體各種衰老現象，如皮膚衰老、機體疲勞、記憶力下降等。假如這時人體核苷酸攝入量不足，就會導致核苷酸缺乏癥，引起人體免疫功能的退化和老化，損害人體的免疫功能，造成嚴重的后果。把核苷酸類物質相配合制成保健品，或添加到食品中去制成功能性食品，有利于人體補充核苷酸，使核苷酸代謝處于旺盛狀態，可以達到抵抗衰老、延長人體壽命、提高人體免疫功能及治療疾病的目的。如現有的核苷酸口服液，藥理學實驗證明具有調節機體免疫功能的作用，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，對降低高血壓、高血脂，改善動脈粥樣硬化病效果十分明顯，而且該療法從生成蛋白質的核酸入手，加上以合理營養平衡膳食的方法，從根本上解決問題。在日本，80年代初就把核苷酸廣泛地應用于保健品，飲食服務，食品加工及家庭烹調上，核苷酸類物質的廣泛使用使日本人的體質大大的增強，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料。是以北京南方生物資源研究所開發的4種來福核酸調味品、食品添加劑-美味素、美味增強劑、超級調料及生命素為標志的核酸飲食療法，掀起了新的營養方法。這些核酸類食品既是劃時代創新的美味調料，也是新一代的保健食品。它的研制成功同時標志著我國營養保健品從傳統的補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展成為以核酸類物質為主體的全營養劑型，標志著調味品從單一谷氨酸鈉型轉變成核酸-核苷酸-氨基酸型的全方位全劑型。這類保健品的開發與推廣，大大推動了我國保健事業的飛速發展。
3. 農業方面的應用
核苷酸作為植物生長刺激劑利用潛力很大，實驗證明，核苷酸能提高種子內含物的轉化能力、出苗率和苗的質量，促進植物根系的生產，并能加深葉色，提高葉綠素含量。是制造天然細胞分裂素、激動素、玉米素等腺嘌呤衍生物的原料，通過對水稻、蘋果、玉米、大豆、油菜、柑橘等多種作物進行對比實驗，已取得不同的增產和早熟效果，尤其在豆科作物如紫云英、大豆等最高增產幅度可達25.5%。日本還報道在水稻增殖期噴施尿苷酸衍生物尿嘧啶后，水稻每穗粒數增
加了30％。英國《自然》雜質報道核苷酸促進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。目前還報道了核苷酸類物質對靈芝的增產可達26.6%，對猴頭菌的質量和數量都有一定的提高。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藥，這類農藥對人體無毒害，對環境無污染，有望發展成為新一代無毒高效農藥。在環境污染日趨嚴重的當今，對這類農藥的開發與大規模的推廣利用十分具有社會價值。然而，國內在這些方面的應用研究則顯得相當落后。
4. 化妝品方面的應用
由于核苷酸具有促進蛋白質合成的作用，核苷酸制品在化妝行業的應用也很廣泛，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，對雀斑、蕎麥皮膚、青春痘、香港腳等各種皮膚病都能發揮極強的滲透力，治療效果顯著。
[1]中國中學教學百科全書·生物卷
[2] 外源核苷酸與免疫功能研究進展
[3] 核苷酸類物質的應用研究進展