核苷酸由核苷和无机磷酸基团组成。

一、核苷

实为一种戊糖苷，由碱基与D-核糖或D-脱氧核糖通过β-N糖苷键连接而成。

糖苷键由戊糖的异头体C原子与嘧啶碱基的N1或嘌呤碱基的N9形成，都以呋喃型环状结构存在。

【呋喃环上各原子编号较’，避免与碱基环上混合】

1.核苷的构象

碱基在糖苷键上的旋转受到空间位阻的限制，所以有2种构象【顺式和反式】

顺式的碱基和戊糖在同一个方向。

嘧啶核苷的构象通常为反式，嘌呤可采取2种。但在DNA或RNA中，嘌呤核苷主要以反式构象存在。

2.常见的核苷

腺苷，尿苷，鸟苷，胞苷。脱氧腺苷，脱氧鸟苷，脱氧胞苷，脱氧胸苷。

3.修饰核苷

主要指修饰碱基与戊糖组成的核苷，也包括核糖环被修饰的核苷和少数不是以N-糖苷键相连的核苷【例如假尿苷中，尿嘧啶碱基和核糖以C-C键相连】

性质：

（1）水溶性比自由碱基高，与核糖基的高度亲水性有关

（2）与糖苷一样，核苷在碱性条件下稳定。嘧啶核苷还能抵抗酸水解，但嘌呤核苷容易发生酸水解

二、碱基

含N原子的嘌呤或嘧啶的衍生物。

嘧啶：一种6元的方向杂环，平面结构

嘌呤：6元的嘧啶环与5元的咪挫环融合而成，不完全在一个平面【嘧啶环和咪挫环之间有小的弯曲】

常见碱基：A U G C T

T即是5-甲基尿嘧啶

注意：有时DNA分子中会有少量的U，某些RNS分子还会有少量的T(如tRNA)。

碱基的性质：

①水溶性差

②互变异构。酮式-烯醇式或氨基式-亚氨基式的互变异构，但体内主要是更稳定的酮式

③酸碱解离

④强烈的紫外吸收。最大吸收值在260nm左右

三、修饰碱基

有上百种，多为5种常见碱基的修饰产物或代谢产物：

5-甲基胞嘧啶，5-羟甲基胞嘧啶，次黄嘌呤，黄嘌呤，尿酸，二氢尿嘧啶

【其中，5-甲基胞嘧啶最为重要，若出现在真核生物的基因组DNA上，可抑制特定基因的表达】

嘌呤碱基：茶叶中的有效成分【茶碱】，咖啡中的有效成分【咖啡因】，能在体内加强肾上腺素的作用，具有兴奋之效。

四、核苷酸

核苷的戊糖羟基发生磷酸化反应形成的磷酸酯。

1.构象

有一定的柔性。

（1）分子上C-O-P内的单键可以旋转

（2）一个核苷酸有7个扭角

（3）N糖苷键有顺式和反式

2.功能

（1）核酸合成的前体

（2）充当能量货币

①通用能量货币ATP

②糖原合成时需要UTP

③磷脂合成时需要CTP

④蛋白质合成时需要GTP

（3）参与信号转导

（4）作为其他物质的前体或辅酶/辅基的成分，ADP是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组分

（5）转变成一些特殊的活化中间物。UDP-葡萄糖参与糖原的合成；CDP=乙醇胺参与磷脂酰乙醇胺的合成；S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，参与DNA和RNA的甲基化修饰。

（6）作为某些酶的别构效应物参与代谢的调节。ATP作为磷酸果糖激酶-1的负别构效应物抑制糖酵解；AMP作为糖原磷酸化酶的正别构效应物激活糖原的分解

五、环核苷酸

在特定条件下，受环化酶催化，在细胞内作第二信使。

如cAMP,cGMP。

cAMP既可在细菌体内作为一种第二信使，激活多种与糖类分解代谢有关的基因表达，也可作为多种激素的第二信使