核苷酸(Nucleotide)是核苷(Nucleoside)与磷酸形成的一类酯的有机化合物。核苷由一个戊糖分子(脱氧核糖或核糖)与一个称为碱基的含氮有机环状化合物相连而成,碱基共有5种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C);其中尿嘧啶(U)代替(T)只存在于核糖核酸 RNA中,也就是说每一个核苷酸分子由三部分组成:一个戊糖(五碳糖)、一个碱基和一个或多个磷酸基团。大多数核苷酸是正磷酸单酯。各种核苷酸在脱氧核糖核酸 DNA或RNA内的顺序是细胞中合成蛋白质结构指定的遗传密码。核苷酸腺苷三磷酸(ATP)为代谢过程提供能量。核苷酸参与细胞信号转导,是参与酶促反应的重要辅因子。几乎所有的食品中都含有微量的核苷酸。核苷酸是核酸(Nucleic acid)的单体,如果其戊糖是脱氧核糖则为脱氧核糖核苷酸,此单体的聚合物称DNA。如果其戊糖是核糖则为核糖核苷酸,此单体的聚合物被称为RNA。核酸存在于所有动植物细胞、微生物、病毒和噬菌体内,是生命的最基本物质之一,对生物的成长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。
核苷、核苷酸和核酸的结构


由两个核苷酸分子组成的化合物称为二核苷酸,三个称为三核苷酸,少量称为寡核苷酸,多量称为多核苷酸或核酸。
动画:左侧为双链螺旋DNA模型;右侧为mRNA的球棍模型,其中灰色小球代表碳原子,红色小球代表氧原子,蓝色小球代表氮原子,橘色小球代表磷原子。

常见的核苷酸种类和结构


合成 核苷酸可以从食物中获得,也可以在肝脏中用常见营养素合成。肝脏是从头合成核苷酸的主要器官。在从头合成中使用碳水化合物和氨基酸的代谢产物作为合成前体。实验室也可以合成各种核苷酸。
代谢 人类可以将嘧啶碱基(C、T 和 U)完全降解为二氧化碳和氨(以尿素的形式排出体外)。然而,嘌呤碱基(G 和 A)不能完全降解。嘌呤会通过一系列代谢过程形成尿酸后排出。
应用
食品添加剂/增味剂 5'-呈味核苷酸二钠、5'-鸟苷酸二钠和5'-肌苷酸二钠等核苷酸属于呈味性核苷酸,除了本身具有鲜味之外,还有和左旋谷氨酸(味精)组合时,有提高鲜味的作用。作为增味剂广泛使用。
医药 三磷酸腺苷二钠为细胞代谢改善药。此外核苷酸的衍生物利巴韦林(Tribavirin)是一种抗病毒药物,用于治疗由呼吸道合胞病毒(RSV)和丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的疾病,以及一些病毒性出血热。阿德福韦酯(Adefovir Dipivoxil)是一种阻断逆转录酶,用于治疗乙型肝炎病毒(慢性)感染的处方药。
农药 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,还有从养殖的蚯蚓和蚯蚓卵经过发酵、碱解,络合成核酸,核酸再通过水解使其降解为核苷酸,其对黄瓜有较好的生长调节作用。近年来,还开发出了RNA干扰杀虫剂,如马铃薯甲虫RNA干扰剂(ledprona)和瓦螨RNA干扰剂(vadescana)。
2025-05-05