рментативном гидролизе нуклеотидов образуются нуклеозиды и ор-тофосфорная кислота, из чего следует, что нуклеотиды являются эфирами нуклеозидов и фосфорной кислоты. Фосфорная кислота присоединена к одной из гидроксильных групп углеводного остатка; при этом монозамещённая фосфорная кислота сохраняет свои кислотные свойства, поэтому нуклеотиды являются сильными кислотами и называются, соответственно, адениловой, гуаниловой, тимидшовой, уридиловой и цитидиловой кислотами:

З'-Тимидиловая кислота 5*-Тимидиловая кислота

(тимидин-З'-фосфат) (тимидин-5'-фосфат)

Используются также названия нуклеотидов, построенные по схеме "нуклеозид-№-фосфат" , где означает номер атома С в остатке пентозы, несущего фосфатную группу (аденозин-3'-фосфат, дезоксиаденозин-З'-фосфат и т.п.). Фосфорилирование сахарного остатка возможно только по положениям С3' и С5, так как атомы С1' и С4' включены в фуранозный цикл; хотя атом С2' у дезоксирибозы не имеет гидроксильной группы, 112

дезоксирибоза образует нуклеотиды так же, как и рибоза, имеющая группу ОН при С2', поэтому размещение фосфатной группы у атома С2' маловероятно. Оба типа фосфатов были выделены после гидролиза ДНК; поскольку большинство нуклеотидов являются моноэфирами, из называют мононуклеоти-дами. При щелочном гидролизе нуклеиновых кислот возможна изомеризация, сопряжённая с перемещением остатка фосфорной кислоты, поэтому при таком гидролизе получаются все изомерные мононуклеотиды; ферментативный гидролиз и ДНК, и РНК приводит только к 3'- и З'-фосфатам.

Все клетки содержат свободную форму адениловой кислоты — аденозин-5'-фосфат, а также производные с полифосфатным остатком, которые образуются в организме при биологическом фосфорилировании — аденозин-5'-дифосфат (эфир пи-рофосфорной кислоты) и аденозин-У-трифосфат (эфир трипо-лифосфорной кислоты):

ОН ОН ОН ОН

Аденозиндифосфат Аденозинтрифосфат

Широко распространены 5-моно-, 5'-ди- и 5'-трифосфаты и других нуклеозидов; для облегчения использования названий этих соединений применяется специальная система обозначений, в которых употребляются сокращённые наименования нуклеозидов (см. с. ПО) и обозначения MP, DP и TP для моно-, ди- и трифосфата, соответственно. Для дезоксинуклеоти-дов перед обозначением нуклеотида ставится буква d:

аденозинмонофосфат (адениловая кислота) AMP

аденозиндифосфат ADP

аденозинтрифосфат АТР

дезоксиаденозинмонофосфат dAMP и т.п.

Первым выделенным (ещё в 1847 году) мононуклеотидом была инозиновая кислота (9-р-5'-фосфо-В-рибозилгипоксан-

113

тин); это соединение явилось результатом дезаминирования AMP в процессе выделения. Позднее она была найдена в тканях, а также в некоторых нуклеиновых кислотах; доказано, что инозиновая кислота представляет собой первый пуриновый нуклеотид, образующийся в ходе биосинтеза AMP и GMP.

Н203РОСН9 УН

n

ОН ОН

Инозиновая кислота (IMP)

Моно- и дифосфаты являются кислыми соединениями, и их кислотная природа предопределяет использование ионообменной хроматографии для их выделения и разделения. Адсорбция смеси фосфатов на аниообменной смоле с последующей элюцией их возрастающей концентрацией кислоты или соли является стандартным приёмом для выделения и анализа нуклеотидов. Особенно удобны для этих целей модифицированные целлюлозы и декстраны, обеспечивающие наибольшую селективность. Нуклеотиды обладают сильным поглощением в ультрафиолетовой части спектра за счёт гетероциклических соединений, благодаря чему могут быть легко обнаружены в элюате и количественно оценены.

Диэфиры нуклеозидов могут иметь и иную структуру:

Остаток ортофосфорной кислоты способен этерифицировать одновременно два спиртовых гидроксила пентозного остатка, давая циклические диэфиры, содержащие один атом фосфора на один нуклеотид - аденозин-3\5'-циклофосфат (цикло-АМР,

114

сАМР) и 1уанозин-3\5'-циклофосфат (цикло-GMP, cGMP). Известны также циклические 2',3'-монофосфаты, среди которых особенно важное физиологическое значение имеет адено-зин-2',3'-монофосфат.

2*3.4. Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклео-тиды, в которых отдельные нуклеотиды связаны дЬосаЪодиэфир-ными мостиками, образующимися в результате этерификации гидроксильной группы при С3' одного полинуклеотида остатком фосфорной кислоты при С5' другого нуклеотида. Фосфо-диэфирная связь характерна и для РНК, и для ДНК, так как в её образовании не участвует атом С2, замещение которого отличает РНК и ДНК друг от друга. Доказательства наличия фосфодиэфирных мостиков получены при изучении результатов ферментативного гидролиза нуклеиновых кислот. Последовательный гидролиз нуклеиновых кислот панкреатической дез-оксирибонуклеазой и фосфодиэстеразой змеиного яда приводит к образованию нуклеозид-б'-фосфатов. При гидролизе панкреатической дезоксирибонуклеазой в комбинации с фос-фодиэстеразой селезёнки получаются нуклеозид-З'-фосфаты. Изображение структуры нуклеиновых кислот привычными структурными формулами (формула а на приводимой далее схеме) оказывается слишком громоздким, поэтому дл