ヌクレオシドは、窒素含有塩基および5からなる生体分子の大きな群である - 共有結合した炭糖。構造的には非常に多様です。
それらは、すべての生物の代謝と成長を制御するための基本的なイベントである核酸（DNAおよびRNA）の合成の前駆体です。彼らはまた、様々な生物学的プロセスに参加し、とりわけ、神経系、筋肉系、および心臓血管系のいくつかの活動を調節します。
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今日、修飾されたヌクレオシドは、DNA複製をブロックする特性のおかげで、抗ウイルスおよび抗癌治療として使用されています。
ヌクレオシドという用語をヌクレオチドと混同しないことが重要です。どちらの要素も構造的には似ていますが、核酸のモノマーで構成されているため、ヌクレオチドには1つ以上の追加のリン酸基があります。つまり、ヌクレオチドはリン酸基を持つヌクレオシドです。
特徴
ヌクレオシドは、核酸のビルディングブロックで構成される分子です。それらは低分子量で、227.22から383.31 g / molの範囲です。
窒素含有塩基のおかげで、これらの構造は3.3と9.8の間のpKa値を持つ塩基として反応します。
構造
ヌクレオシド構造は、共有結合によって5つの炭素の糖にリンクされた窒素塩基を含みます。以下では、これらのコンポーネントについて詳しく説明します。
窒素ベース
最初の構成要素-核酸塩基とも呼ばれる窒素含有塩基-は、構造内に窒素を含む平らな芳香族分子であり、プリンまたはピリミジンの場合があります。
前者は2つの縮合環で構成されています。1つは6つの原子、もう1つは5つの原子です。ピリミジンは小さく、単一の環で構成されています。
ペントハウス
第２の構造成分はペントースであり、リボースまたはデオキシリボースであり得る。リボースは、各炭素原子が酸素原子と結合している「通常の」糖です。デオキシリボースの場合、2 '炭素に酸素原子がないため、糖が修飾されます。
リンク
私たちが自然に発見するすべてのヌクレオシド（およびヌクレオチド）では、両方の分子間の結合はβ-N-グリコシド型であり、アルカリ切断に耐性があります。
糖の1 '炭素は、ピリミジンの窒素1とプリンの窒素9に結合しています。見てわかるように、これらは核酸を構成するモノマーに見られるものと同じ成分であるヌクレオチドです。
修飾ヌクレオシド
これまで、ヌクレオシドの一般的な構造について説明してきました。ただし、特定の化学修飾を持つものもあり、最も一般的なのは、メチル基と窒素含有塩基との結合です。炭水化物部分でもメチル化が起こります。
他のそれほど頻繁ではない修飾には、例えば、ウリジンからプソイドウリジンへの異性化が含まれる。水素の損失; アセチル化; ホルミル化; そしてヒドロキシル化。
分類と命名法
ヌクレオシドの構造成分に応じて、リボヌクレオシドとデオキシヌクレオシドへの分類が確立されています。最初のカテゴリでは、プリンまたはピリミジンがリボースにリンクされているヌクレオシドを見つけます。さらに、それらを形成する窒素含有塩基は、アデニン、グアニン、シトシンおよびウラシルです。
デオキシヌクレオシドでは、窒素含有塩基はデオキシリボースに固定されています。私たちが見つける塩基は、ピリミジンウラシルがチミンに置き換えられていることを除いて、リボヌクレオチドと同じです。
このように、リボヌクレオシドは、分子が含む窒素含有塩基に応じて命名され、次の命名法を確立します：アデノシン、シチジン、ウリジンおよびグアノシン。デオキシヌクレオシドを識別するために、接頭辞deoxy-が追加されます。すなわち、デオキシアデノシン、デオキシシチジン、デオキシウリジン、およびデオキシグアノシン。
前に述べたように、ヌクレオチドとヌクレオシドの基本的な違いは、前者はリン酸基が3 '炭素（3'-ヌクレオチド）または5'炭素（5'-ヌクレオチド）に結合していることです。したがって、命名法に関して、最初のケースの同義語はヌクレオシド-5'-リン酸であることがわかります。
生物学的機能
構造ブロック
ヌクレオシド三リン酸（つまり、構造内に3つのリン酸を含む）は、核酸を構築するための原料です：DNAおよびRNA。
エネルギー貯蔵
リン酸基を一緒に保持する高エネルギー結合のおかげで、それらはセルに十分な可用性のエネルギーを簡単に保存できる構造です。最も有名な例は、「細胞のエネルギー通貨」としてよく知られているATP（アデノシン三リン酸）です。
局所ホルモン
ヌクレオシド自体（構造にリン酸基がない場合）には、重要な生物学的活性はありません。しかし、哺乳類では、アデノシン分子という驚くべき例外が見つかります。
これらの生物では、アデノシンがオートコイドの役割を果たします。つまり、アデノシンは局所ホルモンとして、また神経修飾物質としても機能します。
血流中のアデノシンの循環は、血管拡張、心拍数、平滑筋の収縮、神経伝達物質の放出、脂質の分解などのさまざまな機能を調節します。
アデノシンは睡眠の調節におけるその役割で有名です。このヌクレオシドの濃度が増加すると、疲労と睡眠を引き起こします。それが脳内のアデノシンとそのそれぞれの受容体の相互作用をブロックするので、カフェイン（アデノシンに似た分子）の消費が私たちを目覚めさせ続ける理由です。
食事中のヌクレオシド
ヌクレオシドは食品で消費することができ、それらは様々な生理学的プロセスを調節し、とりわけ免疫系、消化管の発達と成長、脂質代謝、肝機能などに利益をもたらすことが示されています。
それらは他の食品の中でも母乳、お茶、ビール、肉、魚に豊富な成分です。
外因性ヌクレオシド（およびヌクレオチド）の補給は、これらの化合物をde novoで合成する能力を欠く患者にとって重要です。
吸収に関しては、ヌクレオチドのほぼ90％がヌクレオシドの形で吸収され、腸の細胞で再びリン酸化されます。
医療アプリケーション：抗癌剤と抗ウイルス剤
特定のヌクレオシドまたは修飾ヌクレオチド類似体は、抗癌および抗ウイルス活性を示し、とりわけHIV / AIDS、ヘルペスウイルス、B型肝炎ウイルス、白血病などの医学的に重要な状態の治療を可能にします。
これらの分子はDNA合成を阻害する能力があるため、これらの病状の治療に使用されます。これらは細胞内に活発に輸送され、それらは化学修飾を示すため、ウイルスゲノムの将来の複製を妨げます。
治療として使用される類似体は、さまざまな化学反応によって合成されます。修飾は、リボース部分または窒素含有塩基で行うことができます。
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