3、核苷酸的互变异构作用碱基上带有酮基的核苷酸能发生烯醇式转化。在溶液中,酮式与烯醇 式两种互变异构体常同时存在,并处于一定的平衡状态,在体内核酸结构中核苷酸以酮式结构为主要存 在形式。 H2 NH, (烯醇式) (烯醇式) 尿嘧啶 胞嘧啶 HN HO H H H2NN N (酮式 (烯醇式) (烯醇式 胸腺嘧啶 鸟嘌呤 碱基之间可形成氢键的能力,对核酸的生物学功能具有决定性意义。碱基上的重要官能团都能参与 氢键的形成,这些官能团有:腺嘌呤、鸟嘌呤及胞嘧啶上的一NH2;腺嘌呤、鸟嘌呤环1位上的亚氨基 ≡NH;嘧啶碱3位上的亚氨基:胞嘧啶2位上、胸腺嘧啶及尿嘧啶4位上及鸟嘌呤6位上电负性很强 的氧原子。由于酮式与烯醇式碱基在形成氢键的能力上有一定的差异,所以当DNA复制时碱基发生互变 异构作用,就可能引起突变。 碱基、核苷及核苷酸的解离由于嘧啶和嘌呤化合物杂环中的氮以及各种取代基具有结合和释 放质子的能力,所以这些物质既有碱性解离又有酸性解离的性质。戊糖的存在,使碱基的酸性解离特性 增强,磷酸的存在,则使核苷酸具有较强的酸性。应用离子交换柱层析和电泳等方法分级分离核苷酸及 其衍生物,主要是利用它们在一定条件下具有不同的解离特性这一事实。核苷酸为兼性离子,所以,核 苷酸等电点(p)可以按下式计算 三、核苷酸类物质的制备及应用 1、核苷酸类物质的制备以核酸为原料,以酸、碱或特异的酶降解可以得到各种碱基、核苷或核 苷酸。 用酸水解核酸,可以直接得到碱基,这是因为核酸中的糖苷键对酸不稳定。一般说来,脱氧核糖的 N-糖苷键较核糖的N-糖苷键易被酸水解;而嘌呤碱的糖苷键又较嘧啶碱的糖苷键易被酸水解。因此 在常温下用稀盐酸处理DNA,即可释放出腺嘌呤和鸟嘌呤,而要从RNA中水解下胞嘧啶和尿嘧啶,则 必须在较高温度下用浓酸作用。但是在此条件下胞嘧啶脱去氨基。 用碱降解RNA可产生2′-,3′-核糖核苷酸的混合物。如果进一步水解则产生核苷。RNA降解成核苷 的方法是用氢氧化镧,在碱性pH下加热,可以得到腺苷、鸟苷、胞苷及尿苷 在温和的条件下(如常温下0.3~-1mol/L氢氧化钠)用碱降解RNA时,要经过一个2,3′-环式核苷酸 的中间阶段,而后生成2′-及3′-核苷酸。DNA无2′-羟基,不能形成环式中间物,所以DNA抗碱。常用 的碱解条件如表3-3。 如果要制备5′-核苷酸,最常用的办法是酶解,如桔青霉的磷酸二酯酶可使核酸降解成5-核苷酸。 脾磷酸二酯酶可使核酸降解成3-核苷酸 2、核苷酸类物质的分离核酸经降解后所得的产物必须经过分离才能得到纯的制品,分离方法中最3、核苷酸的互变异构作用 碱基上带有酮基的核苷酸能发生烯醇式转化。在溶液中，酮式与烯醇 式两种互变异构体常同时存在，并处于一定的平衡状态，在体内核酸结构中核苷酸以酮式结构为主要存 在形式。 N N H NH2 O HN N H O O HN N H O O CH3 (酮式) (酮式) (酮式) N N OH HO (烯醇式) 尿嘧啶 N N NH2 HO (烯醇式) 胞嘧啶 胸腺嘧啶 N N OH HO (烯醇式) CH3 H2N HN N N H N 鸟嘌呤 O H2N N N N H N OH (酮式) (烯醇式) 碱基之间可形成氢键的能力，对核酸的生物学功能具有决定性意义。碱基上的重要官能团都能参与 氢键的形成，这些官能团有：腺嘌呤、鸟嘌呤及胞嘧啶上的—NH2；腺嘌呤、鸟嘌呤环 1 位上的亚氨基 ＝NH；嘧啶碱 3 位上的亚氨基；胞嘧啶 2 位上、胸腺嘧啶及尿嘧啶 4 位上及鸟嘌呤 6 位上电负性很强 的氧原子。由于酮式与烯醇式碱基在形成氢键的能力上有一定的差异，所以当DNA复制时碱基发生互变 异构作用，就可能引起突变。 4、碱基、核苷及核苷酸的解离 由于嘧啶和嘌呤化合物杂环中的氮以及各种取代基具有结合和释 放质子的能力，所以这些物质既有碱性解离又有酸性解离的性质。戊糖的存在，使碱基的酸性解离特性 增强，磷酸的存在，则使核苷酸具有较强的酸性。应用离子交换柱层析和电泳等方法分级分离核苷酸及 其衍生物，主要是利用它们在一定条件下具有不同的解离特性这一事实。核苷酸为兼性离子，所以，核 苷酸等电点(pI)可以按下式计算； 2 ' 2 ' 1 pk pk pI ＋ ＝ 三、核苷酸类物质的制备及应用 1、核苷酸类物质的制备 以核酸为原料，以酸、碱或特异的酶降解可以得到各种碱基、核苷或核 苷酸。 用酸水解核酸，可以直接得到碱基，这是因为核酸中的糖苷键对酸不稳定。一般说来，脱氧核糖的 N-糖苷键较核糖的 N-糖苷键易被酸水解；而嘌呤碱的糖苷键又较嘧啶碱的糖苷键易被酸水解。因此， 在常温下用稀盐酸处理 DNA，即可释放出腺嘌呤和鸟嘌呤，而要从 RNA 中水解下胞嘧啶和尿嘧啶，则 必须在较高温度下用浓酸作用。但是在此条件下胞嘧啶脱去氨基。 用碱降解RNA可产生 2′-，3′-核糖核苷酸的混合物。如果进一步水解则产生核苷。RNA降解成核苷 的方法是用氢氧化镧，在碱性pH下加热，可以得到腺苷、鸟苷、胞苷及尿苷。 在温和的条件下(如常温下 0.3~1 mol/L 氢氧化钠)用碱降解 RNA 时，要经过一个 2′,3′-环式核苷酸 的中间阶段，而后生成 2′-及 3′-核苷酸。DNA 无 2′-羟基，不能形成环式中间物，所以 DNA 抗碱。常用 的碱解条件如表 3-3。 如果要制备 5′-核苷酸，最常用的办法是酶解，如桔青霉的磷酸二酯酶可使核酸降解成 5′-核苷酸。 牛脾磷酸二酯酶可使核酸降解成 3′-核苷酸。 63 2、核苷酸类物质的分离 核酸经降解后所得的产物必须经过分离才能得到纯的制品，分离方法中最