磷酸鍵是一種化學(xué)基團(tuán)，是核酸分子中相鄰核苷酸之間的連鍵，是指兩個核苷酸分子核苷酸殘基的兩個羥基分別與同一磷酸基團(tuán)形成的共價連接鍵，它是連接兩個核苷酸的橋梁。磷酸二酯鍵能通過三氯氧磷法、DCC（二環(huán)己基碳二亞胺）法和芳香磺酰氯法合成，能夠在酸、堿和酶的作用下發(fā)生水解反應(yīng)。
磷酸二酯鍵的形成
芳香磺酰氯法
芳香磺氯是合成磷酸二鍵的常用方法，常使用的芳香磺酰氯是 2,4,6-三磺酰氯和2,4,6-三磺酰氯，具體反應(yīng)過程如下圖所示。
磷酰氯法
在比較溫和條件下，核苷與磷酰氯反應(yīng)，主要生成 5'- 磷酸核苷。如果5'-OH已經(jīng)被保護(hù)，則 3'-OH 也可以發(fā)生磷酰化，生成核苷3'-三氯氧磷。核苷-3'-磷酰氯具有較強(qiáng)的磷酰化能力，可以與另一分子核的5'-OH作用，生成磷酸二酯鍵。此法產(chǎn)率低，副反應(yīng)多，很少使用。
DCC法
DCC與3'-磷酸核苷的3-P-OH反應(yīng)形成類似酸酐的活性中間體從而達(dá)到活化目的。此法反應(yīng)速率慢，伴隨副反應(yīng)較多，因此在實際合成中很少應(yīng)用。下面是應(yīng)用 DCC作為偶聯(lián)劑形成磷酸二酯鍵的反應(yīng)：
水解反應(yīng)
酸水解
磷酸二酯鍵能被酸水解，用中等強(qiáng)度的酸在100℃下處理數(shù)小時，或用2~6mol/L HCI處理，則可使磷酸二酯鍵斷裂，發(fā)生酸水解反應(yīng)。
堿水解
RNA的磷酸二酯鍵易被堿水解，產(chǎn)生核苷酸。DNA 的磷酸二酯鍵則不宜被堿水解。這是因為 DNA 的脫氧核糖無2'-OH 基，不能形成堿水解的中間產(chǎn)物，故對堿有一定抵抗性。
酶水解
催化核酸中磷酸二酯鍵水解的酶統(tǒng)稱為核酸酶。胞內(nèi)存在許多不同的核酸酶，有些核酸酶是脫氧核糖核酸合成和修復(fù)所需要的，而另一些酶則是用于細(xì)胞內(nèi)核糖核酸的生產(chǎn)和降解的。核糖核酸酶（ribonucleases，RNases）只作用于RNA，而脫氧核糖核酸酶（deoxyribonuclesases，DNases）只作用于DNA。但有些核酸酶既催化RNA水解，也催化DNA水解。像蛋白酶一樣，核酸酶可以根據(jù)酶作用的部位不同分為外切核酸酶和內(nèi)切核酸酶。外切核酸酶水解磷酸二酯鍵后，從多核苷酸鏈的末端釋放核苷酸殘基；而內(nèi)切核酸酶可以在多核酸鏈內(nèi)的不同位置水解磷酸二酯鍵。水解時，既可以在3',5'-磷酸二酯鍵的3'-酯鍵處，也可以在5'-酯鍵處切斷磷酸二酯鍵。一種類型的水解可以產(chǎn)生5'-單磷酸和一個3'-羥基，而另一種水解方式可以產(chǎn)生3'-單磷酸和5'-羥基。
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