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核苷酸的功能與用途

apple12151007 2011-3-10 14:51

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簡(jiǎn)介

　　核苷酸具有許多重要生理功能，從編碼基因信息到信號(hào)傳導(dǎo)都扮演重要的角色。近年來(lái)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與臨床研究證實(shí)，核苷酸是“半必需”或“有條件的必需”營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，補(bǔ)充核苷酸對(duì)機(jī)體產(chǎn)生有益的功效。本文主要對(duì)核苷酸的功能及其在食品、醫(yī)藥、動(dòng)物飼養(yǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用作一概述。

　　一、核苷酸組成與生物合成

　　核苷酸(NT)是廣泛存在于自然界的小分子化合物，它由嘌呤或嘧啶類(lèi)堿基與脫氧核糖或核糖及1個(gè)或多個(gè)磷酸基團(tuán)組成。常見(jiàn)的核苷酸含有單、二或三磷酸基團(tuán)，如腺苷一磷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)和腺苷三磷酸(ATP)、脫氧腺苷一磷酸(dAMP)、脫氧腺苷二磷酸(dADP)和脫氧腺苷三磷酸(dATP)等。

　　核苷酸在體內(nèi)有兩種合成途徑，它可在細(xì)胞內(nèi)由氨基酸前體如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、甲酸鹽及二氧化碳進(jìn)行從頭合成，也可由核苷酸和核酸水解的游離堿基與磷酸核糖基的補(bǔ)救途徑來(lái)合成。補(bǔ)救途徑比較簡(jiǎn)單、耗能少且受堿基量調(diào)節(jié)。有些組織從頭合成核苷酸能力有限，需利用補(bǔ)救途徑獲得堿基如腸粘膜細(xì)胞和骨髓造血細(xì)胞。對(duì)這些快速增長(zhǎng)組織，如內(nèi)源供應(yīng)不足時(shí)，NT可看成半必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從外部食物補(bǔ)充，可節(jié)約細(xì)胞能量、優(yōu)化功能。

　　二、核苷酸的生物代謝功能

　　核苷酸存在于微生物、動(dòng)物和植物的各種細(xì)胞中，參與細(xì)胞代謝的許多生化反應(yīng)，其主要功能為：

　　1、核酸前體。它是構(gòu)成脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的結(jié)構(gòu)單元，DNA和RNA都含共價(jià)鍵結(jié)合的NT，在基因信號(hào)儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)錄和表達(dá)上起關(guān)鍵作用。

　　2、能量代謝。作為高能前體，腺苷三磷酸(ATP)失去磷酸基團(tuán)放出能量，參與重要的耗能酶反應(yīng)，并為其他NT提供磷酸基供體。

　　3、活性中間體。在生物合成途徑中，核苷酸及其衍生物作為載體參與其中，如尿苷二磷酸(UDP)是合成多糖的糖基載體，UDP-葡萄糖則是糖元合成中葡萄糖供體。

　　4、輔酶的組成部分。腺苷酸是三種重要輔酶的組分：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和輔酶A(CoA)。

　　5、生物調(diào)節(jié)劑。環(huán)腺苷酸(cAMP)是第二信使，調(diào)節(jié)重要的生物過(guò)程，ADP是正常血小板聚集的關(guān)鍵物質(zhì)。

　　三、食源核苷酸的消化吸收和代謝

　　食物中核苷酸作為非蛋白氮化合物存在，大部分以核蛋白形式存在，在腸道內(nèi)被消化酶解成核酸混合物，在胰核酸酶和磷酸二酯酶作用下，其降解成單一NT，堿式磷酸酶或腸核苷酸酶，再將磷酸基團(tuán)從核苷酸水解下來(lái)生成核苷，核苷酶繼續(xù)將核苷水解成游離的嘌呤和嘧啶堿基。

　　動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，只有小部分NT以游離形式被吸收。食源核酸中90%以上是以核苷和堿基形式被吸收進(jìn)入腸細(xì)胞，但大部分在肝和腸細(xì)胞中被降解成尿酸，只有2-5%核苷酸及其衍生物用于組織合成核酸和NT庫(kù)。

　　人母乳所含總氮量中約25-30%為非蛋白氮，其中2-5%由NT組成。母乳中NT含量隨著哺乳其延長(zhǎng)而下降，嬰兒出生三個(gè)月時(shí)母乳中核苷酸含量為初乳的75%。除了NT外，人母乳中還含有核苷、核酸及核苷加合物，表達(dá)為潛在可利用核苷總量(TPAN)，世界上母乳T(mén)PAN平均水平大致相近，如美國(guó)(72 mg/L)、歐洲(68 mg/L)和亞洲(69mg/L)。不同哺乳期的TPAN值也幾乎無(wú)差別。因此，TPAN值作為奶粉中添加核苷酸的參照值。

　　四、食源核苷酸的生物學(xué)功能

　　NT為“半必需”或“有條件的必需”營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在食物中缺乏并不導(dǎo)致典型的臨床缺失癥狀，但在機(jī)體快速生長(zhǎng)期，營(yíng)養(yǎng)不良、某些感染疾病狀態(tài)或一些調(diào)節(jié)因素限制體內(nèi)合成時(shí)，也會(huì)變成“必需”營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，此時(shí)攝入NT可節(jié)省機(jī)體從頭合成的消耗，補(bǔ)充補(bǔ)救途徑的不足，優(yōu)化組織功能。

　　1、提高免疫功能。動(dòng)物喂給含NT飼料，比無(wú)添加者有更大的免疫應(yīng)答，增強(qiáng)細(xì)胞免疫和體液免疫：移植物抗宿主反應(yīng)，同種移植物排斥反應(yīng)，遲發(fā)皮膚超敏反應(yīng)，同種抗原和有絲分裂誘導(dǎo)的淋巴增殖作用，自然殺傷細(xì)胞活性，巨噬細(xì)胞活性和吞噬能力，對(duì)微生物攻擊的抵抗，脾臟和淋巴結(jié)產(chǎn)生細(xì)胞因子。

　　動(dòng)物和人體試驗(yàn)都支持這一理論：攝入NT受限的小鼠抵御金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的能力下降，其部分原因至少與細(xì)胞調(diào)節(jié)的免疫受損有關(guān)。與食用標(biāo)準(zhǔn)含量NT小鼠相比，沒(méi)有食用NT小鼠在同種異體移植時(shí)存活時(shí)間明顯延長(zhǎng)，這表明T淋巴細(xì)胞要依靠體外NT來(lái)完善其功能。

　　有對(duì)照的雙盲實(shí)驗(yàn)表明，喂食添加NT的嬰兒配方奶的2個(gè)月大的嬰兒，其N(xiāo)K活力與母乳喂養(yǎng)的嬰兒相似，比不加NT組的NK活力高得多。與不添加NT組相比，添加NT組嬰兒體內(nèi)，經(jīng)刺激后單核細(xì)胞產(chǎn)生的白介素-2比較高。

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