核酸（Nucleotide） 是核酸的基本結構單位。由三個部分組成：一個五碳糖分子、一個堿基和一個磷酸基團，含氮堿基在DNA中有四種不同類型：6-氨基嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶；在RNA中，胸腺被尿嘧啶所替代，而其他三種堿基與脫氧核糖核酸中相同。
核苷酸的主要功能是構成核酸，分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）兩種，用于傳遞遺傳信息。另外，其還具有在細胞內通過代謝途徑產生能量的功能、參與代謝和生理調節劑組成輔酶等功能。核苷酸可以從食物中獲取，如含有豐富核苷酸的肉類、魚類和豆類，也可以通過化學合成法、生物催化法及酶解法等途徑人工合成。
核苷酸的用途多種多樣，廣泛應用于食品、醫學、動物飼料、農業及實驗應用等領域。酸性紅87核糖核苷酸二鈉也作為食品添加劑，用于鮮味劑中以增強鮮味，通常以酵母提取物的形式存在。在醫學領域，核苷和核苷酸類似物在對抗病毒感染中起到了尤為重要的作用，在抗腫瘤治療中，也常用的5-氟尿嘧啶及巰嘌呤等藥物。此外，核苷酸制劑還作為植物生長水平調節劑，用于農作物的栽培過程中，以到達增產的目的。核苷酸的使用需要在安全計量范圍內，過量使用可能會對人體健康造成危害。中國和歐盟對于嬰幼兒食品中核苷酸的使用制定了相關管理制度。
發現歷史
1868年，“核素”這一概念被提出來之后，柯塞爾的研究組通過大量的反復的實驗證明，核酸是由堿基、磷酸和糖類組成的。1909年，列文在洛克菲勒醫學研究所用酸水解肌苷酸，得到了次黃嘌呤和核糖磷酸；如果改用堿水解肌苷酸，則會得到肌酸酐和磷酸鹽。在此基礎上，列文進一步提出了“核苷酸”的概念，并認為，核酸是以核苷酸為基本結構單位的。
20世紀中期，英國化學家亞歷山大·托德（Alexander Todd）開始研究核苷酸的化學結構，并成功地合成了多種核苷酸。西班牙裔美國生物化學家塞韋羅·奧喬亞（Severo Ochoa）研究了核苷酸的合成機制，并成功地制備出了核苷酸合成酶，這為生物合成核苷酸的研究奠定了基礎。
20 世紀 60 年代初，日本就率先發現了利用橘青霉提取的 5'-磷酸二酶可降解 核糖核酸 生成 5'-核苷酸，隨后日本利用該方法首先實現了核苷酸的工業化生產。
物質結構
核苷酸的基本結構包括三個部分：一個五碳糖分子、一個堿基和一個磷酸基團。
五碳糖分子是核苷酸中的一個重要組成部分，它有兩種類型：脫氧核糖和核糖。脫氧核糖是脫氧核糖核酸中的五碳糖，而核糖是核糖核酸中的五碳糖。脫氧核糖和核糖的差別在于脫氧核糖缺少一個氧原子，具有較強的化學穩定性，使DNA分子更加穩定，適合存儲遺傳信息。
堿基是核苷酸中的第二個重要組成部分，其與五碳糖縮合形成糖苷，即核苷。DNA中有四種不同類型的堿基：6-氨基嘌呤（Adenine，A）、鳥嘌呤（Guanine，G）、胸腺嘧啶（Thymine，T）和胞嘧啶（Cytosine，C）。在RNA中，胸腺嘧啶被尿嘧啶（Uracil，U）所替代，而其他三種堿基與脫氧核糖核酸中相同。這些堿基可以形成互補配對，從而在DNA中進行遺傳信息的傳遞。具體而言，腺嘌呤和胸腺嘧啶通過雙氫鍵配對，鳥嘌呤和胞嘧啶通過三氫鍵配對。核糖核酸大多以單鏈狀態存在，但也可以在局部區域通過堿基的互補配對形成所謂發夾形或三葉草形構象。在RNA中，堿基是按6-氨基嘌呤和尿嘧啶和鳥嘌呤和胞嘧啶配對的。
磷酸基團是核苷酸的第三個重要組成部分，磷酸為無機化合物分子，易解離出H而帶負電荷。磷酸易與含羥基的糖發生酯化反應，通過磷酸酯鍵形成新的分子。每個核苷酸分子中有一個或多個磷酸基團，磷酸基團的負電荷使得核苷酸能夠連接成鏈狀結構，形成脫氧核糖核酸和核糖核酸的聚合物。
命名
命名核苷酸除了將五碳糖部分和堿基部分注明以外，還要指出酯鍵的位置。例如，脫氧腺苷酸應叫做5'-腺嘌呤脫氧核糖核苷酸或腺嘌呤脫氧核苷5'-磷酸，又叫脫氧腺苷一磷酸（deoxyadenosine monophosphate，dAMP)。同理，胞苷酸的名稱為5'-胞嘧啶核苷酸或胞嘧啶核苷-5’磷酸，還可叫做胞苷一磷酸（cytidine monophosphate，CMP）。
體內合成
嘌呤核苷酸的合成：體內嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑，①利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質為原料合成嘌呤核苷酸的過程，稱為從頭合成途徑(denovo synthesis)，是體內的主要合成途徑。②利用體內游離嘌呤或嘌呤核苷，經基元反應過程生成嘌呤核苷酸的過程，稱重新利用(或補救合成)途徑(saluagepathway)。在部分組織如腦、骨髓中只能通過此途徑合成核苷酸。
嘌呤核苷酸的從頭合成主要在胞液中進行，可分為兩個階段：首先合成次黃嘌呤核苷酸(inosine monophosphate，IMP)；然后通過不同途徑分別生成腺嘌呤核苷酸（腺苷 monophosphate，AMP）和鳥嘌呤核苷酸（Guanosine5'-monophos-phate，GMP）。嘌呤核苷酸的補救合成是由二種特異性不同的酶參與的，腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(Adenine phosphoribosyl transterase，APRT)催化5-磷酸核糖1-焦磷酸（Phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP）與腺嘌呤合成AMP；人體由嘌呤核苷的補救合成只能通過腺苷激酶催化，使腺嘌呤核苷生成腺嘌呤核苷酸；嘌呤核苷酸補救合成是一種次要途徑，其生理意義一方面在于可以節省能量及減少氨基酸的消耗。另一方面對某些缺乏主要合成途徑的組織具有重要的生理意義，如人的白細胞和血小板、腦、骨髓、脾等。
嘧啶核苷酸的合成：嘧啶核苷酸合成也有從頭合成和補救合成兩條途徑。嘧啶核苷酸的從頭合成是先合成嘧啶環，然后再與磷酸核糖相連而成的。嘧啶核苷酸的補救合成是通過嘧啶核苷激酶（嘧啶 核苷 kinase）合成尿嘧啶，然后尿嘧啶轉變為尿嘧啶核苷酸。其中，尿嘧啶轉變為尿嘧啶核苷酸可以通過兩種方式進行：①與5-PRPP反應；②尿嘧啶與1-磷酸核糖反應產生尿嘧啶核苷，后者在尿苷激酶作用下被磷酸化而形成尿嘧啶核苷酸。
分布
核苷酸廣泛存在于生物體的各個部位和組織中，包括細胞質、細胞核、線粒體、葉綠體等。在人體中，脫氧核糖核酸主要存在于細胞核內，核糖核酸主要存在于細胞質內，而atp則廣泛分布于細胞質和細胞器中。此外，核苷酸還以輔酶、信號分子等形式廣泛分布于細胞內外，參與調控細胞的代謝、信號傳導和生物學活動。在植物體中，核苷酸存在于線粒體和葉綠體中，主要參與細胞能量代謝和光合作用等生物過程。此外，核苷酸還可以存在于體液和尿液等生物體內的液體中，參與生理功能的調節和代謝產物的排泄等過程。
代謝
分解代謝
食物中的核酸多與蛋白質結合為核蛋白，在胃中受胃酸的作用，或在小腸中受Caspase-3作用，分解為核酸和蛋白質。核酸主要在十二指腸降解為單核苷酸。核苷酸由不同的堿基特異性核苷酸酶和非特異性磷酸酶)催化，水解為核苷和磷酸。核苷可直接被小腸粘膜吸收，或在核苷酶(nucleosidases)和核苷磷酸化酶(nucleoside phosphorylases)作用下，水解為堿基，戊糖或1-磷酸五碳糖。
體內核苷酸的分解代謝與食物中核苷酸的消化過程類似，可降解生成相應的堿基，五碳糖或1-磷酸核糖。1-磷酸核糖在磷酸核糖變位酶催化下轉變為5-磷酸核糖，成為合成PRPP的原料。堿基可參加補救合成途徑，亦可進一步分解。
嘌呤核苷酸的分解代謝
嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸成為嘌呤核苷，嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶的催化下轉變為嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可經水解，脫氨及氧化作用生成尿酸。哺乳綱中，腺苷和脫氧腺嘌呤核苷不能由嘌呤核苷磷酸化酶分解，而是在核苷和核苷酸水平上分別由Ada和腺苷酸脫氨酸催化脫氨生成次黃嘌呤核苷或次黃嘌呤核苷酸。它們再水解成次黃嘌呤，并在黃嘌呤氧化酶的催化下逐步氧化為黃嘌呤和尿酸。
嘧啶核苷酸的分解代謝
嘧啶核苷酸的分解代謝途徑與嘌呤核苷酸相似。首先通過核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用，分別除去磷酸和核糖，產生的嘧啶堿再進一步分解。嘧啶的分解代謝主要在肝臟中進行。分解代謝過程中有脫氨基、氧化、還原及脫羧基等反應。
胞嘧啶脫氨基轉變為尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶先在二氫嘧啶脫氫酶的催化下，分別還原為二氫尿嘧啶和二氫胸腺嘧啶。二氫嘧啶酶催化嘧啶環水解，分別生成β-丙氨酸和β氨基異丁酸。β-丙氨酸和β-氨基異丁酸可繼續分解代謝。β-氨基異丁酸亦可隨尿排出體外。
代謝調節
核苷酸的代謝調節是指細胞內對核苷酸合成、降解和利用過程的調控機制。細胞通過上述調控機制，能夠根據細胞內外環境的變化，合理調節核苷酸的合成和降解速率，以滿足細胞的生長、分裂和功能需求。這些調控機制的紊亂可能導致核苷酸代謝異常，進而影響細胞功能和導致疾病的發生。
反饋抑制
在核苷酸的從頭合成途徑中，一些重要的酶被底物或產物所抑制，這種抑制作用被稱為反饋抑制。例如，核苷酸合成途徑中的鳥氨酸磷酸化酶（PRPP酶）和核苷酸重氫酶（NDP還原酶）受到其產物核苷酸的負反饋抑制。
激活酶和抑制酶的磷酸化
核苷酸代謝酶的活性可以通過磷酸化的方式進行調節。磷酸化可以激活某些酶或抑制其他酶的活性。例如，腺苷酸激活蛋白激酶通過磷酸化調節多個酶的活性，從而影響核苷酸代謝。
基因調控
核苷酸合成酶和降解酶的表達可以通過基因調控進行調節。一些轉錄因子或細胞信號通路可以調節這些基因的表達水平，進而影響核苷酸代謝的平衡。
信號通路調控
多個細胞信號通路，如AMPK（AMP依賴的蛋白激酶）、mTOR（哺乳動物雷帕霉素靶蛋白）等，可以調節核苷酸代謝。這些信號通路通過調控核苷酸代謝酶的磷酸化、基因表達和底物供應等方式，影響核苷酸的合成和降解過程。
生理作用
遺傳信息的傳遞：核苷酸是脫氧核糖核酸和核糖核酸的組成單元，大量核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵彼此相連，通過基序排列的方式形成核酸，進而起到傳遞生物體的遺傳信息。
能量轉移和儲存：核苷酸在細胞內通過代謝途徑產生能量，atp，GTP，UTP和CTP 等多酸核苷酸均含有高能磷酸鍵，其水解時能釋放出大量自由能。它們能通過轉移磷酸基團、焦磷酸基團或腺苷酸基團而轉移能量，以提供生物合成和其他各種生命活動所需的自由能。特別是三磷酸腺苷(atp)。ATP在能量代謝中起著重要的催化劑和傳遞者的作用，是通用的高能化合物，將能量從代謝產物中儲存并傳遞到需要能量的生物過程中。
細胞信號傳遞：一些核苷酸在細胞內發揮重要的信號傳遞作用，如環磷酸腺苷和鳥苷酸等。它們參與細胞內的信號傳導途徑，影響細胞的生長、分化、凋亡等生理過程。
作為輔酶/輔基的成分：一些核苷酸衍生物是重要輔酶，例如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶I）、煙胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（輔酶Ⅱ）、黃素單核苷酸（FMN）、黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和輔酶A。煙酰胺輔酶（NAD和NADP）和黃素輔酶（FMN和FAD）是氫原子和電子載體，廣泛參與各種氧化還原反應，將自由能轉移給生物合成需能反應。輔酶A在酶促轉酰基反應中起著接受和提供酰基的作用。輔酶A的巰基和酰基結合形成高能硫代酸酯，水解釋放大量自由能（31.38kJ/摩爾），與atp高能酸酐鍵水解時釋放的自由能（30.54kJ/mol）相近，也就是說輔酶A攜帶活化的酰基。許多物質代謝，如糖、脂肪酸和氨基酸代謝病都可形成乙酰輔酶A，而乙酰輔酶A是進入檸檬酸循環的關鍵中間代謝物。
活化的中間物：核苷酸衍生物是許多生物合成的活性中間物。例如，UDP-葡萄糖和CDP-甘油二酯分別是糖原和磷酸甘油酯合成的中間物。
作為酶的別構效應物參與代謝的調節：如ATP為磷酸果糖激酶1的負別構效應物，AMP作為糖原磷酸化酶的正別構效應物。
調節基因表達：鳥苷5'-二磷酸-3'-二磷酸（ppGpp）和鳥苷-5'-三磷酸-3'-二磷酸（戊糖磷酸途徑Gpp）參與調節原核生物蛋白質的合成。
應用領域
食品領域
一些核苷酸在食品中具有呈味作用。如5'-GMP（鳥苷酸）和5'-IMP（肌苷酸）因具有磷酸與五碳糖的5'位碳原子形成酯鍵，堿基6位碳原子上有羥基的嘌呤堿而呈鮮味，其鮮味分別相當于味精的160倍和40倍，并且與味精調合使用風味更佳。還可與經過特殊工藝加工的動物蛋白和植物蛋白及多種氨基酸混合生產出具有特色的雞精、牛肉精等復合鮮味劑。在食品中添加呈味核苷酸能消除或抑制異味。某些風味食品中，如牛肉干、肉松、魚干片中，能減少苦澀味；應用于醬類中風，能改善生醬味；應用于制作肉類罐頭中，能抑制淀粉味和鐵銹味。此外，核苷酸還有利于腸道有益微生物的生長，添加有核苷酸的嬰兒奶粉，可使嬰兒腸道中有益菌群的比例升高，有害菌群的比例下降。
醫學領域
核苷酸、核苷及堿基及其衍生物是重要的醫藥中間體。例如，腺苷酸是體內能量傳遞物質，具有顯著的擴張血管和降壓作用；5'-腺苷酸用于生產atp、CoA、NADH和3',5'-環磷酸腺苷和阿糖腺苷等的重要原料。尿苷酸用于治療肝炎，有改善心肌缺血、風濕性關節炎癥狀的作用。5‘-氟尿嘧啶為尿抗代謝物，抑止胸腺脫氧核糖核苷酸合成酶，阻斷脫氧尿核苷酸轉變成為胸腺脫氧核苷酸，從而影響脫氧核糖核酸的生物合成，抑制腫瘤細胞的生長增殖。無環鳥苷是治療乙肝的抗病毒藥物；三唑核苷是治療流感、甲型病毒性肝炎、病毒性肺炎等的廣譜抗病毒藥物；鳥嘌呤核苷三磷酸可以治療肌肉萎縮和腦震蕩等。胞二磷膽堿能促進卵磷脂的生物合成，可改善腦代謝和腦循環，用于腦外傷、抑郁癥等精神疾病；聚肌胞苷酸為雙鏈多聚肌苷酸、多聚胞苷酸的簡稱，是一種有效的人工干擾素誘導劑，注入人體后產生干擾素，使正常細胞產生抗病毒蛋白，干擾病毒繁殖，臨床試用于腫瘤、病毒性肝炎疾病。
動物飼料領域
核苷酸對動物機體非特異性免疫功能具有重要作用，在食物中添加核苷酸后可以提高巨噬細胞的吞噬能力，而幼齡動物食物中核苷酸的缺乏可以降低巨噬細胞的活化能力。研究表明，當動物日糧中缺乏核苷酸時，巨噬細胞吞噬能力有所下降，殺菌能力也有所下降，死亡率也有所提高。
農業領域
核苷酸是構成核酸的基本物質，植物細胞分裂、葉綠體合成均需要核苷酸參與，作為植物的有機營養物，可以有效地促進葉片的光合作用，調節植物生殖器官的生長發育。在現代農業生產上，核苷酸有機葉面肥常作為土壤肥力不足時的一種施肥措施，具有易操作、肥效高、見效快、投入少等特點，在農業生產上具有重要地位，不僅可以刺激細胞分裂，調節作物生長發育，提高作物產量，而且可以增強作物抗逆性，防止或減輕環境脅迫對作物生長發育的危害。
核苷酸的混合制劑作為植物生長調節劑在農業上已被應用多年。在果樹、蔬菜及農作物的栽培、培養中應用核苷酸制劑，平均增產可達 10%。在果樹生長方面，以一定比例混合的核苷酸可以增加葉綠素含量，提高光合作用強度，達到保葉、保鮮、保果、增花、增糖、增重的目的。
實驗領域
核苷酸在實驗室中廣泛應用于生物學研究。例如，PCR（聚合酶鏈式反應）是一種在分子生物學中常用的技術，可以擴增特定脫氧核糖核酸序列。在PCR反應中，需要使用DNA聚合酶和一系列的核苷酸作為反應原料，核苷酸的序列將用于確定擴增的特定DNA序列。核苷酸還可應用于轉染和基因表達，序列分析，核糖核酸干擾等方面。
制備過程?
化學合成法
化學合成法生產核苷酸主要是通過對核苷進行磷酸酯化反應，在核苷的 5' 位上導入磷酸基而得到 5'-核苷酸的一種生產方法。磷酸化試劑主要采用磷酸或者焦磷酸的活性衍生物，工業上常用三氯氧磷。工業上已經形成采用三氯氧化磷做磷酸化劑，在少量水的存在下，直接使核苷進行磷酸化反應生成相應的 5'-磷酸酯的生產工藝路線。
生物催化法
生物催化轉化為核苷酸，是利用微生物作為酶原，催化核苷酸的前體物質轉化為核苷酸的過程。所使用的菌株多為枯草芽孢桿菌和產氨棒桿菌，前者主要用于生產核苷和嘌呤核苷酸，后者是目前利用微生物工業化生產核苷酸及其衍生物的主要菌株。
酶解法
酶解法生產核苷酸主要是利用 5’-磷酸二酯酶水解 RNA，控制合適的條件，得到四種 5’-單核苷酸的混合物的一種方法。酶解法生產核苷酸，酶的專一性較高，作用條件溫和，產品安全、純度高，是一種較為理想的生產四種單核苷酸的方法，也是大規模生產四種 5’-核苷酸的主要方式。
衍生物
腺苷酸衍生物
ADP和atp：ADP和ATP是體內參與氧化磷酸化的高能磷酸化合物,它們能通過轉移磷酸基團、焦磷酸基團或腺苷酸基團而轉移能量，以提供生物合成和其他各種生命活動所需的自由能。
環磷酸腺苷：環腺苷酸（CAMP)與腺苷酸（AMP）一樣，都是由一分子的腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸縮合而成。由于分子中磷酸基團是和核糖分子中3'-OH和5'-OH形成環狀，故也可稱為3',5'-環腺苷酸，環腺苷酸廣泛存在于一切細胞中，從細菌到人的各類型細胞中都已發現它的存在。CAMP是生物體內的調節物質。如它對很多酶所催化的反應具有調節作用，可調節細胞內貯藏糖和脂肪反應中一系列酶的活性；另外，對蛋白質生物合成也具有調節控制作用。
2′，5′-寡聚腺苷酸：是干擾素發揮作用所需要的一類重要的介質，它能抑制脫氧核糖核酸、核糖核酸、蛋白質等生物大分子的合成和mRNA帽子的甲基化。
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶I）：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸由一分子煙酰胺核苷酸和一分子腺呤核苷酸連接而成。在細胞中參與物質和能量代謝，產生于糖酵解和細胞呼吸作用中的檸檬酸循環，并作為生物氫的載體和電子供體，在線粒體內膜上通過氧化磷酸化過程，轉移能量供給atp合成。
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（輔酶Ⅱ）：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸由煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸化獲得，參與多種合成代謝反應，如脂類、脂肪酸和核苷酸的合成，在暗反應還可為二氧化碳的固定供能。
黃素單核苷酸（FMN）：是核黃素在核黃素激酶的催化下，由ATP提供磷酸基生成的，對呼吸等生物氧化過程的電子傳遞起著重要的作用。
黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）：由一分子FMN和一分子腺苷酸聯結而成，廣泛參與體內多種氧化脫氫反應，含有維生素B2屬于需氧脫氫酶類，在生物氧化系統中起傳遞氫的作用。
輔酶A：輔酶A分子中含有腺苷酸、維生素B5、巰基乙胺和磷酸，它們連接的方式是3-磷酸-ADP-泛酰巰基乙胺。輔酶A是酰基轉移酶的輔酶，主要參與脂肪酸以及丙酮酸的代謝。
3′-磷酸腺苷5′-磷酸硫酸(PAPS)：是生物體內所有生物磺酸化反應的通用磺酸基團供體，用于各種硫酸酯的生物合成。
鳥苷酸衍生物
GDP和GTP：蛋白質生物合成的起始和延伸過程中，需要GDP和GTP參與反應，供給能量。
cGMP：3',5'-環化鳥苷酸，環鳥苷酸（cGMP）是一種重要的胞內第二信使，它由鳥苷酰環化酶催化形成、細胞含有多種鳥苷酰環化酶，如與膜結合的鳥苷酰環化酶，該酶受G蛋白激活；另一種是細胞質鳥苷酰環化酶，調節該酶活性的因子很多，包括NO，環鳥苷酸主要有兩種功能①調節依賴環鳥苷酸的蛋白質激酶的活性；②控制陰離子通道的開放狀態。
鳥苷5‘-二磷酸-3’-二磷酸（ppGpp）和鳥苷-5‘-三磷酸-3’-二磷酸（戊糖磷酸途徑Gpp）：參與調節原核生物蛋白質的合成。
胞苷酸衍生物
CDP-膽堿、CDP-單乙醇胺、CDP-二甘油酯：參與生物體內磷脂代謝。
尿苷酸衍生物
UDP: 是單糖的活化載體，參與糖與二糖多糖的生物合成，如UDP－半乳糖是乳糖的前體，UDP－葡萄糖是糖原的前體，UDP－N－乙酰氨基葡萄糖與糖蛋白生物合成有關。
理化性質
一般性狀
核苷酸為無色粉末或結晶，易溶于水，不溶于有機溶劑。因為戊糖含有不對稱碳，核苷酸溶液具有旋光性。
紫外吸收
由于嘌呤和嘧啶堿具有共軛雙鍵，所以堿基、核苷及核苷酸在240～290nm波段有一強烈的吸收峰，其最大吸收值在260nm附近，不同的核苷酸有不同的吸收光譜特性。因此，可以用紫外分光光度計定性地鑒別核苷酸及定量地測定核苷酸。
核苷酸的互變異構作用
堿基上帶有酮基的核苷酸能發生烯醇式轉化。在溶液中，式與烯醇式兩種互變異構體常同時存在，并處于一定的平衡狀態，在體內核酸結構中核苷酸以酮式結構為主要存在形式。堿基之間可形成氫鍵的特性，對核酸的生物學功能具有決定性意義。堿基上的重要官能團都能參與氫鍵的形成，包括：6-氨基嘌呤、鳥嘌呤及胞嘧啶上的氨基NH2；腺嘌呤、鳥嘌呤環1位上的亞氨基=NH；嘧啶堿3位上的亞氨基；胞嘧啶2位上、胸腺嘧啶及尿嘧啶4位上及鳥嘌呤6位上電負性很強的氧原子。由于酮式與烯醇式堿基在形成氫鍵的能力上有一定的差異，所以當脫氧核糖核酸復制時堿基發生互變異構作用，就可能引起突變。
堿基、核苷及核苷酸的解離
由于嘧啶和嘌呤化合物雜環化合物中的氮以及各種取代基具有結合和釋放質子的能力，所以這些物質既有堿性解離又有酸性解離的性質。戊糖的存在，使堿基的酸性解離特性增強，磷酸的存在，則使核苷酸具有較強的酸性。應用離子交換柱層析和電泳等方法分級分離核苷酸及其衍生物，主要是利用它們在一定條件下具有不同的解離特性這一事實。核苷酸為兼性離子，所以，核苷酸等電點（pI）可以按下式計算：
安全事宜
接觸限制
實驗室操作中需要使用核苷酸，如PCR反應、脫氧核糖核酸測序等。在進行實驗室操作時，必須嚴格遵守相關的實驗室安全規定，采取必要的防護措施，如佩戴手套、護目鏡等，避免核苷酸的誤食、皮膚接觸等。
健康危害
核苷酸的毒性較低，核苷酸在正常劑量下被認為是安全的，但過量使用可能會對人體健康造成危害。例如惡心、嘔吐、腹瀉等。此外，由于核苷酸在人體內可以轉化為嘌呤和嘧啶，過量使用可能會導致尿酸代謝異常，從而引起痛風等疾病。
對于某些人群，如肝腎功能不佳、嬰兒等，應特別注意核苷酸的使用。中華人民共和國國家衛生健康委員會在《食品營養強化劑使用標準》（GB14880-2012）中對于嬰幼兒配方食品中使用核苷酸進行了詳細規定（0.12g/千克0.58g/kg，以核苷酸總量計）。根據這些規定，嬰幼兒配方食品中的核苷酸添加受到限制，需要在本標準規定的核苷酸名單中選擇使用的核苷酸并在配料表中標示出具體使用的化合物。歐盟對嬰幼兒配方食品的成分和標簽要求進行了嚴格的規定。根據歐盟委員會的法規，嬰幼兒配方食品應當符合特定的成分要求，并且需要滿足安全性和適用性的標準。
安全標志
核苷酸應根據不同的使用環境和使用條件進行標記，例如在食品成分中應標注核苷酸的種類和用量等信息。在工作場所中，應設置相關的安全標志，提醒工作人員注意安全防護。
參考資料 >
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