НУКЛЕОЗИДИ - це

прир. глікозиди, молекули яких складаються з залишку пуринової або піримідинової основи, пов'язаного через атом N з залишком D-рибози або 2-дезок-сі-D-рибози у фуранозній формі; у ширшому сенсі-прир. та синтетич. соед., в молекулах яких брало гетероцикл через атом N або С пов'язаний з будь-яким моносахаридом, іноді сильно модифікованим (див.Мінорні нуклеозиди).Залежно від входять в молекулу залишків моносахари-да і гетероцикліч. основи розрізняють рибо- та дезокси-рибонуклеозиди, пуринові та піримідинові Н.

Канонічні Н. (див. рис.)-аденозин (скорочено А), гуанозин (G), цитидин (С), їх 2'-дезоксианалоги, а також тимідин (Т) і уридин (U) - є компонентами нуклеїнових кислот. У природі Н. зустрічаються також у вільн. стані (преим. якнуклеозидних антибіотиків).

групи

Основні нуклеозиди, що входять до складу нуклеїнових к-т.

Підстав у складі Н. в кристаліч. стані відповідають таутомерні форми, які наведені у ф-лах. Екзо-цикліч. група NH2 частково двозв'язана, що проявляється у скороченні зв'язку СЧN та відсутності свободи обертання щодо неї. У р-рі незначить. кол-вах присутні та ін таутомерні форми.

Підстави та пов'язані з ними атоми практично копла-нарні. Кільце дезоксирибози у складі Н. завжди непогане і зазвичай знаходиться в С'2- або С'3-ендо-конформації (атом З соотв. У положенні 2' або 3' розташовується над фуранозним кільцем). У розчині ці конформації перебувають у динаміч. рівноваги. Їх взаємне перетвор. відбувається через О'4-ендо-конформацію; положення рівноваги визначається природою замісників при атомах у положеннях С-2' і С-3'.

Усі природні Н. мають b-конфігурацію N-глікозидного зв'язку. обертаннягетероцикліч. основи щодо цього зв'язку в принципі вільне, проте поєднання ряду стабілізуючих факторів призводить до кращоїанти-орієнтації у разі піримідинових Н. (атом О-2 спрямований у бік від цукру), тоді як пуринові Н. зустрічаються як всин-,так і ванти-конформації (іміда-зольне кільце спрямоване соотв. у бік цукру і від нього); виняток становить гуанозин, для якого характернасин-конформація.

Н.-кристалліч. в-ва, мають характерні рН-залежні СФ спектри (див. табл.). Мають слабкі основні св-вами; їх разл. схильність до протонування (зменшується в ряду: C>A>T = U) використовують для поділу Н. методами іонообмінної хроматографії та електрофорезу.

ДЕЯКІ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАЙБІЛЬШ ПОШИРЕНИХ НУКЛЕОЗИДІВ

атом

* У дужках наводиться концентрація Н. у воді, % помасі; щел.-лужне середовище. ** У дужках наводитьсязначення e (у тис. од.).

Хім. св-ва Н. визначаються насамперед природою вуглеводного та гетероциклічних залишків. При дії HNO2 відбувається дезамінування, внаслідок чого екзоцикліч. аміногрупа перетвор. в оксо-або енольну ф-цію (в результаті таутомерії); аналогічні перетвор. відбуваються при дії ферментів нуклеозиддезами зв. При цьому з цитидину утворюється у р і д і н, з аденозина-і н о з і н, або р і б о к с і н (ф-ла I, R-залишок рибози; т. пл. 218°С, [a]D 18 -49,2° при концентрації 0,91% у воді; залишок рибози, т. д. 300 °С-з разл., [a]D 30 -51,2° при концентрації 1% в 0,1 н водному розчині NaOH, l макс 253 нм, e 8790 ).

язку

Слід зазначити ацилювання (зокрема.фосфорилювання) та алкілування залишків моносахариду по гідроксилам; N- і О-алкілування по гетероцикліч. підстав (преим. в положення 3,4 піримідинів і 6,7 пуринів); заміни гідроксилів залишку моносахариду на разл. атоми та групи (Н, Hal, NH2, N3 та ін); приєднання по 5,6-подвійному зв'язку піримідинів (гідрування, гідроксилювання, приєднання бісульфіту та ін. нуклеофілів); галогенування (в т. ч. фторування) та металування (гл. зр. отримання Li-похідних) піримідинів у положення 5 з послід. заміною металу на разл. групи (переважно алкільні); аналогічне галогенування з послід. заміщенням у положенні 8 пуринів; 5-гідроксиметилювання з послід. перетвор. СН 2 ВІН у карбоксил та його дериватизацією; розкриття піримідинового кільця під дією гідразину або гідроксиламіну; утворення N-оксидів, що дестабілізує гетероцикліч. ядро; періодатне розщеплення 2',3'-глікольного угруповання залишку рибози з утворенням високореакційного діальдегіду; каталізоване к-тами розщеплення N-глікозидного зв'язку (найбільш чутливі при цьому пуринові Н. дезоксиряду). Деякі св-ва Н. визначаються поєднанням залишків моносахариду і гетероциклу. Так, внутрімол. нуклеоф. атака атома Про в положенні 2 піримідину по атому С в положенні 2', 3' або 5' за наявності ефективної групи, що йде (напр., тозильної) призводить до відповідних трициклічних ангідронуклеозидів - важливим проміж. з'єдн. у синтезі аналогів Н.

Природні Н. отримують переважно. ферментативним гідролізом ДНК або лужним гідролізом РНК з послід. ферментативним дефосфорилуванням суміші, що утворюється, нуклеотидів (нуклеозидфосфатів) і хроматографіч. поділом. Існуючі ефективні методи хім. синтезу використовуються гол. обр. для отримання неприродних Н., проте поступово, стаючи всеНайбільш економічними, вони поширюються синтез природних Н. Зазвичай синтез Н. здійснюють взаємод. пертриметилсилілір. основи з перецилір. моносахаридом або ацилгалогенозою (глікозидна група ВІН замінена на галоген, ін групи ВІН ацильовані), змістом основи з перецетилір. моносахаридом або конденсацією основи з ацилгалогенозою в присутності. солей ртуті. Др. шлях синтезу-добудова гетероциклу у складі фрагмента, що містить рибозу, з використанням відповідного синтону (див.Органічний синтез);цей підхід найчастіше використовується в синтезі Н. з С-глікозидним зв'язком. Синтетично отримано безліч Н., модифікованих з основи та моносахариду (в т. ч. з лінійною формою останнього замість циклічної), з a-конфігурацією N-глікозидного зв'язку і т. д.

Н. використовують як вихідні в-ва мистецтв. синтез фрагментів ДНК (РНК) і синтез нуклеотидів, як лігандів в афінній хроматографії, в хіміотерапії вірусних, онкологіч. і нек-рих ін. захворювань (напр., 3-азидо-3'-дезокситімідин, або азидотимидин, - проти синдрому набутого імунодефіциту, рибоксин-при ішемічній хворобі серця, l-b-D-арабінофуранозілціто-зін, або цитарабін,-протипухлинний препарат.

Літ.:Органічна хімія нуклеїнових кислот, М., 1970; Шабарова 3. А., Богданов А. А., Хімія нуклеїнових кислот та їх компонентів, М., 1978; Nucleoside аналоги. Chemistry, biology and medical applications, ed. by R.T. Walker [a.o], N.Y.-L, 1979.Ю. А. Берлін.

Хімічна енциклопедія - М.: Радянська енциклопедія. За ред. І. Л. Кнунянца. 1988 .