背景及概述[1]
核酸由固醇堿或吡啶堿、戊糖和乙酸構(gòu)成的小分子有機物，是核苷酸的結(jié)構(gòu)單元。也可以游離形式存在，其衍生物有多種生物功能。戊糖的第1個碳原子與固醇或吡啶堿相連構(gòu)成核苷(或脫氧核苷)，其乙酸酯即是核酸。生物體顯存在的核酸多為5-乙酸酯，即乙酸基連在糖的第5個碳原子上。因為在核苷酸中發(fā)覺的戊糖有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和脫氧內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩種，故核酸又可分為(內(nèi)質(zhì)網(wǎng))堿基和脫氧核酸兩類。RNA含核酸，主要有腺苷酸(AMP)、胞苷酸(CMP)、鳥苷酸(GMP)和尿苷酸(UMP)4種，DNA含脫氧堿基，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。核酸(NMP)的5′-乙酸基還可聯(lián)結(jié)1個乙酸基構(gòu)成核苷二乙酸(NDP)核苷酸代謝，或則再聯(lián)接1個乙酸基構(gòu)成核苷三乙酸(NTP)。這種多乙酸衍生物，非常是腺苷三乙酸在生物體中有著非常重要的作用，它們都是高能化合物。ATP、CTP、GTP和UTP是合成RNA的前體物質(zhì)；dATP、dCTP、dGTP和dTTP是合成DNA的前體物質(zhì)。另外，ATP是生物體能量代謝的中心，UTP參與糖的相互轉(zhuǎn)化與合成，CTP出席磷脂的合成，GTP出席蛋白質(zhì)的合成等。許多重要的輔酶和酶的輔基也是核酸衍生物，如NAD+、NADP+、FAD等。由ATP轉(zhuǎn)化的環(huán)腺苷酸(cAMP)是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)。類似的化合物還有環(huán)鳥苷酸和環(huán)胞苷酸。
生理作用[2]
核酸（，NTs）是一類具有重要生物學功能的小分子，是生物大分子核苷酸（，NA），即DNA和RNA的前體物，參與了機體內(nèi)幾乎所有的生物物理反應(yīng)。生物體既可以進行從頭合成也可以借助細胞內(nèi)代謝產(chǎn)物進行補救合成。同時NTs還是人類飲食中的常見組成成份，它們可以被吸收并結(jié)合為機體組織的一部份。因為膳食NTs及核苷酸在被消化、吸收以及體內(nèi)代謝是有基本相同的代謝途徑，生物學作用也非常相像，所以有理由猜想，不論是口服NTs還是核苷酸，它們在體內(nèi)發(fā)揮的營養(yǎng)作用是相像的。
應(yīng)用[3]1.在醫(yī)藥上的應(yīng)用
1）腺苷酸及其衍生物
腺苷酸是體內(nèi)能量傳遞物質(zhì)，比腺三磷穩(wěn)定，具有明顯的擴張血管和降脂作用，適用于疾病、瘙癢、靜脈曲張性胃炎并發(fā)癥。5’-腺苷酸在醫(yī)藥工業(yè)上是用于生產(chǎn)ATP、CoA、CoI、3’，5’-環(huán)腺苷酸和阿糖腺苷等的重要原料。ＡＴＰ是要的能量補充抗生素，醫(yī)治心肌梗死、肌肉萎縮、心臟病、偏頭疼、肌營養(yǎng)不良及痢疾等疾患，其作為一種細胞代謝過程中主要的物理能源物質(zhì)，幾乎參與了所有細胞的生命活動；CoA是體內(nèi)酰基化反應(yīng)的輔酶，是調(diào)節(jié)糖、脂肪及蛋白質(zhì)代
謝的重要因子，非常是對推動甲基膽堿的合成、降低血中的尿酸、增加肝糖元的積存有重要作用，用于醫(yī)治降血脂、白血球降低、肝炎、脂肪肝、動脈硬化等，與腺三磷、CoI、CoII、細胞色素C合用，臨床療效更好；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，可強化體內(nèi)物質(zhì)的氧化并供給能量，臨床上用于精神分裂癥、冠心病、心肌炎、白細胞降低癥、急慢性胃炎、遷移性貧血及血小板降低癥，也是多種酶活性確診試劑的重要組成；3’，5’-環(huán)腺苷酸與人體免疫機能、血小板功能異常及高血脂有關(guān)，也可抑制癌癥生長；阿糖腺苷是近些年來引人注目的低毒DNA病毒抑制劑，對單純白斑I、II型、帶狀麻疹、巨細、牛痘等DNA病毒在體內(nèi)外都有顯著抑制作用，臨床上已用于醫(yī)治濕疹性結(jié)膜炎，靜脈注射可減少因為單純麻疹病毒感染所致的肺炎的死亡率，從70％降到28％。70年代開始拿來醫(yī)治甲型腦炎，使病毒DNA、DNA聚合酶顯著增長，并可使帶病毒病人喪失傳染能力。目前覺得，阿糖腺苷是醫(yī)治單純白斑中風的抗寒毒抗生素。
2）尿苷酸及其衍生物
尿苷酸參與肝活血物質(zhì)獼猴桃糖醛亞胺的生物合成，用于醫(yī)治哮喘、改善干眼癥、風濕性關(guān)節(jié)炎、白細胞降低癥的自覺病癥。尿吡啶及其衍生物是至今人類所使用的最重要的抗寒毒、抗肺癌抗生素，5’-氟尿嘧啶為尿吡啶抗代謝物，在體內(nèi)轉(zhuǎn)弄成5’-氟-2’-脫氧尿吡啶堿基，遏止胸腺吡啶脫氧核酸合成酶，阻斷脫氧尿吡啶核酸轉(zhuǎn)變成為胸腺吡啶脫氧堿基，進而影響DNA的生物合成，抑制癌癥細胞的生長增殖；阿糖尿苷用于各類急性血癌、腦膜炎、乙型腦炎等的診治；氟碘阿糖尿苷（FIAu）是一種新合成的核酸類耐旱毒抗生素，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(nèi)首先通過病毒或細胞的酶進行乙酸化，弄成三乙酸方式，這些三乙酸氟碘阿糖尿苷可能抑制病毒的DNA多聚酶或則溶入到病毒的核酸鏈中，因而起到抑制病毒的作用；5’-氟-5’-脫氧尿苷是一種防癌新藥，作用大，毒性更小；5-碘-2’-脫氧尿苷是一種新防癌藥；由尿苷得到的胸苷是醫(yī)治愛滋病的原料藥，如疊氮胸苷是1987年日本FDA批準的醫(yī)治愛滋病的新藥，它的毒理作用是在體內(nèi)經(jīng)乙酸化后生成了3’-疊氮－2’－脫氧胸腺吡啶堿基，前者代替了正常的胸腺吡啶核酸參與病毒DNA的合成，富含疊氮胸苷成份的DNA不能繼續(xù)復制因而達到制止病毒增殖的目的；胸腺吡啶對推動腦磷脂代謝、治療腦創(chuàng)傷、腦血栓有一定的作用。
3）鳥苷酸及其衍生物
鳥固醇具有推動視紫質(zhì)代謝、明目的功能[8]；無環(huán)鳥苷（ACV）為高效波譜耐旱毒藥，對單純濕疹性結(jié)膜炎、面神經(jīng)炎、慢性甲型腦炎、病毒性肝炎、水痘]等效果明顯，它的毒理作用是通過HSV感染細胞內(nèi)病毒的胸腺激酶使ACV酸化，選擇性抑制病毒DNA聚合酶；三氮唑核苷不僅主要應(yīng)用于小兒呼吸系統(tǒng)的癌癥醫(yī)治外，已試用于哮喘、流感以及愛滋病的醫(yī)治，非常在臨床上經(jīng)愛滋病病人試用，能顯著改善病人病癥，并且毒副作用小，作用機理主要是抑制病毒合成酶，它步入人體細胞后乙酸化為三氮唑核苷單乙酸，競爭性抑制次黃固醇核苷酸酯化酶，阻斷鳥苷酸的生物合成，進而抑制病毒DNA的合成，是醫(yī)治癌癥、流感、甲肝、乙型肝炎、病毒性腦炎、皰疹病毒、兒童愛滋病、等低毒耐旱毒抗生素；鳥固醇核苷三乙酸可以醫(yī)治遷移性貧血、慢性腎炎、進行性胸肌萎縮、各種眼疾、腦震蕩等。
4）胞苷酸及其衍生物
阿糖胞苷在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榘⑻前账幔种艱NA聚合酶，制止胞二磷(CDP)轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗醢祝M而抑制DNA合成，干擾DNA病毒飼養(yǎng)和癌癥細胞增殖，是目前醫(yī)治恐嚇人類生命的病毒病的首創(chuàng)抗生素，能增加水痘麻疹患兒的死亡率和神經(jīng)損傷，也用于醫(yī)治急性血癌等；硫酸環(huán)胞苷是耐旱毒醫(yī)治癌癥的首選抗生素；
胞二磷膽堿是卵磷脂生物合成前體，當腦功能升高時，腦組織內(nèi)卵磷脂濃度明顯降低，胞二磷膽堿能促使卵磷脂的生物合成，激動顱內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提升覺醒反應(yīng)，增加“肌放電”閾值，恢復神經(jīng)組織機能，降低腦血流量和腦耗氧量，改善腦代謝和腦循環(huán)，提升病人的意識水平，臨床用于腦創(chuàng)傷、腦放療伴隨的意識障礙，醫(yī)治哮喘氏疹，憂郁癥等精神疾病；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、廣譜耐旱毒生化
抗生素，可調(diào)整機體的免疫力，具有耐旱毒、抗肺癌、增強淋巴細胞免疫功能抑制核苷酸代謝等作用，注入人體后形成干擾素，使正常細胞形成耐旱毒蛋白，干擾病毒飼養(yǎng)，保護未受感染細胞免受感染。臨床試用于癌癥、病毒性腦炎、急性呼吸道病毒感染、血液病等多種病毒感染性疾患。
2.乳品保健方面的應(yīng)用
1）調(diào)料品
5’-GMP及5’-AMP的脫氨產(chǎn)物5’-肌苷酸（5’-IMP）因具有特殊的物理結(jié)構(gòu)－乙酸與戊糖的5’位炭原子產(chǎn)生酯鍵；核苷酸為6位炭原子上具有氨基的固醇堿－而呈風味，其風味分別相當于醬油的160倍和40倍，5’-GMP和5’-IMP與醬油調(diào)合使用具有明顯的風味相加效應(yīng)，且鮮味更佳，還可與經(jīng)過特殊工藝加工的植物蛋白和動物蛋白及多種氫基酸混和，調(diào)配各類鮮味的特鮮料酒、特鮮黃醬和便捷醬汁，生產(chǎn)出具備特色的醬油、牛肉精等復合風味劑，以適應(yīng)當前市場對乳品調(diào)料劑越來越高的要求。在乳品中添加呈味核酸能夠去除或抑制臭味。應(yīng)用于個別風
味乳品中，如豬肉干、肉松、魚干片中，能降低酸澀味；應(yīng)用于醬類中，能改善生醬味；應(yīng)用于制做豆類罐頭中，能抑制淀粉味和銹斑味。我國在80年代中期之后先后推出了添加呈味堿基的固態(tài)醬汁、魚干、調(diào)味料等，為呈味堿基的應(yīng)用開辟了更寬廣的前景。有關(guān)專家頂計，未來六年將是這些新一代凋味劑發(fā)展的黃全時期。
2）羊奶
法國已發(fā)表有關(guān)添加NT羊奶指導方針，法國、美國、日本、韓國等市場已銷售添加核苷酸和NT羊奶。奶水內(nèi)含較多核苷酸（包括NT，NS），而原本普通羊奶
大多數(shù)不含核苷酸。小孩飲用羊奶常會有先無過敏癥和過敏反應(yīng)。并且對抗感染能力也較弱.主要誘因是羊奶缺乏核苷酸之故。一些研究表明，，嬰兒出生時免疫系統(tǒng)相對不成熟，在新生兒初期，淋巴臟器迅速成熟減小，非常是腸胃道的淋巴臟器，但淋巴細胞本身核酸相對不足，淋巴細胞在活化時比在靜止階段須要更多的外源性堿基。體內(nèi)合成的核酸可能不能滿足這種重要組織生長的須要，而可被借助的核酸及其衍生物在人乳中濃度很豐富。Uauy表明，人奶喂養(yǎng)的小孩，所需的核酸約有1/3來自人奶，而代食品喂養(yǎng)的小孩所需堿基的95%來自從頭合成。將核酸添加到以蜂蜜為基礎(chǔ)的代食品中，對嬰幼兒的腸胃道發(fā)育、胃腸道健康的維持以及血清脂蛋白的組成都有有利的影響。歐盟對嬰幼兒乳品中堿基的添加水平規(guī)定了上限：每420KJ乳品中CMP2.5mg，UMP1.75mg，AMP1.5mg，GMP0.5mg，IMP1.0mg。據(jù)報導，核苷酸在推動胃、腸道發(fā)育同時核苷酸代謝，也能激活肝臟免疫，真菌性免疫功能。小孩飲用添加NT羊奶能增強其天然殺傷細胞活性，進而提高對真菌感染抵抗力。并且喂外加堿基的小孩比喂不外加堿基的小孩較少患痢疾，對嗜血性a型麻疹病毒有較高的抗原效價和較高的NK細胞活性少。
3.營養(yǎng)保健上的應(yīng)用
70年代后的研究已證明，核酸營養(yǎng)的作用機制不是針對某一病癥、某一病癥，而是通過改善每一細胞的活力而增強機體各系統(tǒng)的自身功能和自我調(diào)節(jié)能力，來達到綜合狀態(tài)和生理平衡，因而具有廣泛而穩(wěn)定的營養(yǎng)保健作用。核酸添加于保健品中，對推動兒童的生長發(fā)育，提高智力，提升成年人的抗寒抗衰老能力及放療患者的身體復健均有明顯作用，非常對老年人療效更佳。科學研究證明人體的衰老與體內(nèi)合成核酸能力的高低密切相關(guān)。隨著年紀的降低，合成核酸的能力會逐步減小，導致體內(nèi)堿基及組成成份的不足，形成人體各類衰老現(xiàn)象，如皮膚衰老、機體疲勞、記憶力增長等。如果這時人體核酸攝取量不足，才會造成堿基缺少癥，導致人體免疫功能的退化和老化，損害人體的免疫功能，導致嚴重的后果。把核酸類物質(zhì)相配合制成保健品，或添加到乳品中去制成功能性乳品，有利于人體補充堿基，使核酸代謝處于旺盛狀態(tài)，可以達到抵抗衰老、延長人體壽命、提高人體免疫功能及醫(yī)治癌癥的目的。如現(xiàn)有的核酸口服液，毒理學實驗證明具有調(diào)節(jié)機體免疫功能的作用，但是無顯著毒副作用，使用安全；采用新的核酸膳食醫(yī)治高血壓癥，對減少高血糖、高膽固醇，改善動脈粥樣硬化病療效非常顯著，但是該療法從生成蛋白質(zhì)的核苷酸入手，加上以合理營養(yǎng)平衡膳食的方式，從根本上解決問題。在美國，80年代初就把核酸廣泛地應(yīng)用于保健品，飲食服務(wù)，乳品加工及家庭烹飪上，核酸類物質(zhì)的廣泛使用使英國人的體質(zhì)大大的提高，平均壽命也大幅度提升。90年代初，我國的一些大城市如廣州、上海也開始研發(fā)核酸類保健品及配料。是以天津北方生物資源研究所開發(fā)的4種來福核苷酸調(diào)料品、食品添加劑-美味素、美味提高劑、超級辣醬及生命素為標志的核苷酸飲食療法，掀起了新的營養(yǎng)方式。這種核苷酸類乳品既是劃時代創(chuàng)新的美味辣醬，也是新一代的保健乳品。它的研發(fā)成功同時標志著我國營養(yǎng)保健品從傳統(tǒng)的補藥和目前的多肽型、微量元素型、多糖類型及維生素型等單一型發(fā)展成為以核苷酸類物質(zhì)為主體的全營養(yǎng)制劑，標志著調(diào)料品從單一醇類型轉(zhuǎn)弄成核苷酸-堿基-多肽型的全方位全制劑。這類保健品的開發(fā)與推廣，大大加快了我國保健事業(yè)的急速發(fā)展。
3.農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用
核酸作為動物生長剌激劑借助潛力很大，實驗證明，核酸能提升種子內(nèi)含物的轉(zhuǎn)化能力、出苗率和苗的質(zhì)量，推動動物根系的生產(chǎn)，并能加深葉色，提升葉綠素濃度。是制造天然細胞分裂素、激動素、玉米素等腺固醇衍生物的原料，通過對小麥、蘋果、玉米、大豆、油菜、柑橘等多種水稻進行對比實驗，已取得不同的增產(chǎn)和晚熟療效，尤其在菊科小麥如雞冠花、大豆等最高增產(chǎn)幅度可達25.5%。德國還報導在馬鈴薯增殖期追肥尿苷酸衍生物尿吡啶后，玉米每穗粒數(shù)增
加了30％。日本《自然》雜質(zhì)報導核酸推動了紅色黑麥草類動物鱗莖菌的固氮活力，因而黑麥草重量降低了1倍。目前還報導了核酸類物質(zhì)對人參的增產(chǎn)可達26.6%，對猴頭菌的質(zhì)量和數(shù)目都有一定的提升。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核苷酸及其降解物的衍生物作為抗菌素，可用于預(yù)防動物細菌的化肥，這類化肥對人體無殘害，對環(huán)境無污染，有望發(fā)展成為新一代無毒高效化肥。在環(huán)境污染日趨嚴重的現(xiàn)今，對這類化肥的開發(fā)與大規(guī)模的推廣借助非常具有社會價值。但是，國外在這種方面的應(yīng)用研究則變得相當落后。
4.化裝品方面的應(yīng)用
因為核酸具有推動蛋白質(zhì)合成的作用，核酸制品在化裝行業(yè)的應(yīng)用也很廣泛，可添加于漂洗劑、乳化劑、雪花膏、乳液、戲劇化裝品中，還能推動皮膚的新陳代謝、具有抗衰、生肌緊致、控制汗腺分泌、阻止紫外線吸收、使皮膚厚實的作用，對濕疹、蕎麥皮膚、青春痘、香港腳等各類皮膚病都能發(fā)揮極強的滲透力，醫(yī)治療效明顯。
主要參考資料
[1]中國學校教學百科全書·生物卷
[2]外源堿基與免疫功能研究進展
[3]核酸類物質(zhì)的應(yīng)用研究進展