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核苷主要应用于哪些领域

   日期:2021-11-10     来源:网络    浏览:348    评论:0    
核心提示:核苷一般为无色结晶,不溶于普通有机溶剂,易溶于热水,熔点为160~240℃。由D-核糖生成的核苷称核糖核苷,参与RNA组成,由D-α-脱氧核糖生成的核苷称脱氧核糖核苷,参与DNA组成。D-核糖与腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶或尿嘧啶缩合生成相应的腺嘌呤核糖核苷、鸟嘌呤核糖核苷、胞嘧啶核糖核苷、胸腺嘧啶核糖核苷和尿嘧啶核糖核苷,它们分别简称为腺苷(A)、鸟苷(G)、胞苷(C)、胸苷(T)和尿苷(U)。同样,D-2-脱氧核糖与腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分别缩合可生成脱氧腺苷(aA)、脱氧鸟苷(aG)脱
  
 【背景及概述】[1][2][3]

核苷是一类糖苷的总称。核苷是核酸和核苷酸的组成成分。核苷都是由D-核糖或D-Z-脱氧核糖与嘧啶碱或嘌呤碱缩合而成。核苷一般为无色结晶,不溶于普通有机溶剂,易溶于热水,熔点为160~240℃。由D-核糖生成的核苷称核糖核苷,参与RNA组成,由D-α-脱氧核糖生成的核苷称脱氧核糖核苷,参与DNA组成。D-核糖与腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶或尿嘧啶缩合生成相应的腺嘌呤核糖核苷、鸟嘌呤核糖核苷、胞嘧啶核糖核苷、胸腺嘧啶核糖核苷和尿嘧啶核糖核苷,它们分别简称为腺苷(A)、鸟苷(G)、胞苷(C)、胸苷(T)和尿苷(U)。同样,D-2-脱氧核糖与腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分别缩合可生成脱氧腺苷(aA)、脱氧鸟苷(aG)脱氧胞苷(aC)、和脱氧胸苷。上述所有核苷都属于N-糖苷,其中的D-核糖和D-2-脱氧核糖都以β-呋喃糖形式存在,故它们对碱都很稳定;嘌呤类核苷易被酸水解,而嘧啶类核苷则不易,仅在浓酸长时间加热处理才水解。此外还有一些稀有核苷,如2′-O-甲基核糖核苷(Nm),包括2′-O-甲基核糖腺苷(Am)、2′-O-甲基核糖鸟苷(Gm)2′-O-甲基核糖胞苷(Cm)、2′-O-甲基核糖尿苷(Um)和2′-O-甲基核糖假尿苷等,是多种tRNA和真细胞mRNA的组成成分。

【结构】[1][6]

核苷可看做核糖核苷和脱氧核糖核苷的总称。由含氮碱基(嘌呤或嘧啶)和戊糖(核糖或脱氧核糖)所组成的糖苷化合物。对紫外线有强烈的吸收性。核糖核苷(简称核苷)中的戊糖为D-核糖;脱氧核苷中的戊糖为D-脱氧核糖。可从相应的核苷酸水解制得。核苷是由戊糖(D-核糖或D-2-脱氧核糖)的C1所连接的羟基与嘌呤碱的N9或嘧啶碱的N1通过糖苷键连接而成的化合物。核苷分子中的糖苷键均为β-构型。核酸中主要的核苷有腺(嘌呤核)苷(adenosine)、鸟(嘌呤核)苷(guanosine)、胞(嘧啶核)苷(cytidine)、尿(嘧啶核)苷(uridine)、脱氧腺苷(deoxyadenosine),脱氧鸟苷(deoxyguanosine)、脱氧胞苷(deoxy cytidine)及脱氧胸(腺嘧啶核)苷(deoxythymidine)等8种。

【应用】[2][3][4][5]

核苷类化合物具有多种用途,主要应用于医药领域。

1. 抗癌核苷类似物:核苷类似物(NA)是一类重要的抗癌化疗剂,包括各种嘌呤和嘧啶核苷的衍生物,核苷类似物家族主要是一类抗代谢物,通过干扰肿瘤细胞的DNA合成和DNA合成中需要的嘌呤、嘧啶、嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的合成从而抑制了肿瘤细胞的存活和复制必不可少的代谢途径,以及以细胞内的酶、核酸为作用靶而产生细胞毒性。近年来,随着核苷转移子、核苷代谢过程中的酶以及核苷的抗癌机制的不断深入的研究,核苷类抗癌化疗剂取得了很大进展。利用前药原理对核苷类似物的结构进行修饰是优化核苷类似物抗癌活性的重要途径。核苷抗癌药物主要是嘌呤和嘧啶核苷的类似物,嘌呤核苷类似物以Hudarabine(F-mAMP)Cladribine(2-CaA)为代表,它们主要用于治疗慢性淋巴白血病等血液癌症。

嘧啶核苷类似物中,Cytarabine(Ara-C)广泛用于急性骨髓性白血病的治疗,Gemcitabine(dFdC)用于实体瘤胰腺癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌和膀胱癌的治疗。氟嘧啶类似物氟尿嘧啶(5-FU)对结肠癌和乳腺癌等有很好的疗效。具有抗癌活性的核苷类似物是一类抗代谢物,主要在于拮抗核苷酸代谢。这类化合物产生细胞毒的机制有三个方面:一是核苷类似物在生化反应中作为伪底物,抑制核苷酸从头合成的相关酶,干扰aNTes库,从而抑制DNA的复制;二是核苷类似物掺入DNR和RNA,中断DNA和RNA链的延伸;三是抑制核酸合成的相关酶,如DNA聚合酶和核酸还原酶等,从而抑制核酸大分子的合成和修复。

2. 核苷类抗病毒药。核苷类抗病毒药物是目前临床上治疗艾滋病、疱疹、肝炎等病毒性疾病的首选药物,其作用靶点是RNA病毒的逆转录酶或DNA病毒的DNA聚合酶。它们模拟天然核苷的结构,竞争性作用于酶活性中心,嵌入正在合成的病毒DNA链中,终止DNA链的延长,从而抑制病毒复制。然而该类药物也存在一些问题,如耐药性、毒副作用大、吸收差和代谢快。故一些新的侯选药物近年相继进入临床试验。核苷类抗病毒药物是竞争性抑剂。提高药效、降低毒性和抗耐药性是新型核苷类药物的研究方向。依据作用机制、药物靶点和代谢途径设计新类似物或对已知活性物的碱基和糖环进行修饰是该类药物研究的主要策略,非天然的活性异构体拓展了核苷类药物的研发空间,以病毒基因为靶点设计药物可能是解决耐药性的新途径。

3. 核苷类药物在乙型肝炎后肝硬化治疗中的应用。核苷类药物如恩替卡韦(ETV)尧替诺福韦(TDF)等进入机体后转化为磷酸核苷类类似物,进而抑制HBV 聚合酶逆转录酶活性,从而有效抵抗乙肝病毒遥此类药物患者服用起来非常方便,而且毒性低,药效发挥快,可有效抑制病毒DNA 合成,因此成为治疗肝病毒的临床首选药物。已有相关表明袁核苷类药物治疗3个月即可发挥疗效,但治疗12 个月后疗效并不可观,说明长期应用会出现耐药株。TDF 治疗慢性乙肝适用人群广尧耐受性佳,是目前可选的核苷类药物治疗慢乙肝患者的一线用药。

【主要参考资料】

[1] 卫生学大辞典

[2] 吴耀文, 蒋宇扬, 付华, 等. 抗癌核苷类似物[D]. , 2003.

[3] 刘琨, 谢蓝. 新型核苷类抗病毒药物的研究进展[J]. 藥學學報, 2006, 41(8): 689-693.

[4] 李子成, 陈淑华, 蒋宁, 等. 核苷类抗病毒药物的研究进展[J]. 化学研究与应用, 2002, 14(1): 15-20.

[5] 蔡伟, 谢青. 核苷类药物治疗慢性乙型肝炎的研究进展[D]. , 2005.

[6] 化学词典

 
     
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