核酸类药物

相反，RNA·蛋白在盐溶液中的溶解度受盐浓度的 影响较小，在0.14mol/L氯化钠中溶解度较大。因 此，在提取时，常用此法分离这两种核蛋白。
DNA、RNA和核苷酸既有磷酸基又有碱性基，故 为两性电解质，在一定的pH条件下，可以解离而 带有电荷，因此，都有一定的等电点，能进行电泳。
核酸由于酸性较强，能与Na+、K+、Mg2+等金属离 子结合成盐，也易与碱性化合物结合成复合物，如 能与甲苯胺蓝、派罗红、甲基绿等碱性染料结合， 其中甲基胺蓝能使RNA和DNA均染上蓝色，派罗 红专染RNA成红色，甲基绿专染DNA成绿色。
核苷二磷酸类：有尿二磷葡萄糖(UDPG)、胞二磷胆碱 (CDP-Choline)等；
核苷三磷酸类：有腺三磷(ATP)、胞三磷(CTP)、尿三 磷(UTP)、鸟三磷(GTP)等；
核苷酸类混合物：有5’-核苷酸、2’，3’-核苷酸、脱氧 核苷酸、核酪等。
四、多核苷酸
二核苷酸类：有辅酶I(COⅠ)、辅酶Ⅱ(COⅡ)、黄素 腺嘌呤二核苷酸(FAD)等；
第五章 核酸类药物
1868年瑞士青年生化学家米歇尔(Miescher)，在用 胃蛋白酶分解细胞蛋白质的时候，发现酶不能分 解细胞核。经过化学分析，细胞核主要是由含磷 的物质构成的，它的性质又不同于蛋白质，起名 叫核素，20年以后，人们发现这种物质是强酸， 改称为核酸。
德国生化学家科赛尔(Kossel)第一个系统地研究了 核酸的分子结构，从核酸的水解物中，分离出一 些含氮的化合物，命名为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶、胸腺嘧啶，科赛尔因此获得了1910年的诺贝 尔医学与生理学奖。
脱氧核糖用二苯胺法测定。DNA在酸性条件下与 二苯胺一起水浴加热5min，产生蓝色，这是脱氧 核糖遇酸生成ω-羟基-γ-酮基戊醛，再与二苯胺作 用而显现的蓝色反应。
四、核苷酸的解离性质
核苷酸由磷酸、碱基和核糖组成，为两性电解质， 在一定pH条件下可解离而带有电荷，这是电泳和 离子交换法分离各种核苷酸的重要依据。各种核 苷酸分子上可解离的基团有氨基、烯醇基和第1、 第2磷酸基。
核酸具有旋光性，旋光方向为右旋，由于核酸分子 的高度不对称，故旋光性很强，这是核酸的一个重 要特性，比组成它的核苷酸的比旋值要大得多。
当核酸变性时，比旋值大大降低。
二、核酸的变性
核酸和蛋白质一样有变性现象，在一定条件下受 到某些物理或化学因素的作用，会发生变性，如 二级结构改变，氢键断裂，碱基的规律堆积破坏， 双螺旋松散成为二条缠绕的无定形多核苷酸链， 从螺旋向无规则卷曲(或称线团coil)转变。
传统药物主要是直接作用于致病蛋白本身，而反义 药物则作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于 多种疾病的防治。
反义核酸作为药物与常规药物相比有两个显著特点：
①有关疾病的靶基因mRNA序列是已知的，因此， 设计合理特异性的反义核酸比较容易；
②反义寡核苷酸与靶基因能通过碱基配对原理发生 特异和有效的结合，从而调节基因的表达。它的缺 点是天然的寡核苷酸难以进入细胞内，而一旦进入 又易被胞内核酸酶水解，很难直接用于治疗。
应用较广的菲锭溴红(或称溴乙锭)荧光染料，简 称EB，可插入到核酸碱基对之间，与双链的DNA 以及具有双链螺旋区的RNA有特异的结合能力， 使EB·核酸络合物的荧光强度比游离EB显著增加， 达80～100倍。
因此，在一定的条件下，一定浓度的EB溶液的荧 光增量与核酸双链区的浓度成正比。根据这个原 理，可测定双链核酸的浓度，灵敏度高达 0.01μg/ml。
第一节 核酸类药物的分类
依据核酸类药物及其衍生物的化学结构和组成分四 大类： 碱基及其衍生物 核苷及其衍生物 核苷酸及其衍生物 多核苷酸
一、核酸碱基及其衍生物
多数是经过人工化学修饰的碱基衍生物。 主要有赤酮嘌呤(Eritadenine)、硫代鸟嘌呤
(Thioguanine)、巯嘌呤(Mercap-topurine)、氯嘌呤 (Choropurine)、乳清酸、氟胞嘧啶(Flucytosine)、 氟尿嘧啶等。
肌苷类：有肌苷、肌苷二醛(IDA)、异丙肌苷(Inosiplex)
脱氧核苷类：有氮杂脱氧胞苷(5-Aza-2’-deoxycytidine)、 脱氧硫鸟苷、三氟胸苷
三、核苷酸及其衍生物
单核苷酸类：有腺苷酸(AMP)、尿苷酸(UMP)、肌苷 酸(IMP)、环腺苷酸(cAMP)、双丁酰环腺苷酸(DBC)、 辅酶A(C成核苷的碱基或核糖的不同分为：
腺苷类：有腺苷、肌浸膏、核脉通、腺苷甲硫氨酸 (SAM)、辅酶型维生素B12(Co-B12)、腺苷二醛、巯 苷、嘌呤霉素(Puromycin)
尿苷类：有尿苷、氮杂尿苷(Azauridine)、碘苷、氟苷、 溴苷
胞苷类：有环胞苷(Cyclo-C)、氟环胞苷(AAFC)、氮杂 胞苷(Azacyti-dine)
相对分子质量在100万以上的DNA在水中为l0g/L 以上时，呈黏性胶体溶液。
在酸性溶液中，DNA、RNA和核苷酸分子上的嘌 呤易水解下来，分别成为具有游离糖醛基的无嘌 呤核酸和磷酸酯。在中性或弱碱性溶液中较稳定。
DNA、RNA在生物细胞内都与蛋白质结合成核蛋 白 。DNA·蛋白在低浓度盐溶液中几乎不溶解， 随着盐浓度的增加溶解度也增加，至1mol/L氯化 钠中的溶解度很大，比纯水高2倍。
此外，21世纪人类基因组的创建，也将预示着核 酸研究与应用的新的里程碑的到来。以此为契机， 蛋白质组学，基因组学得到了迅速发展，基因芯 片，质谱，2D电泳技术得到了广泛应用。
世界各国对核酸的研究和应用是非常活跃的，新 的发现一个接一个的涌现出来，应用于临床的核 酸及其衍生物类生化药物愈来愈多，并初步形成 了核酸生产工业。对制药来说，可以利用合成核 糖核酸的方法来研究、设计、生产治疗多种严重 疾病的新生化药物。
由于烯醇基的pK值常在9.5以上，一般不适用于核 苷酸分离，但氨基和第1、2磷酸基是很重要的。 第1磷酸基解离的pK值在0.7～1之间，第2磷酸基 团的pK值在6左右。磷酸基的解离主要可以使核 苷酸带负电荷，但不能用来作为分离的依据。
氨基解离则能不同，在pH 2.5～5范围内，所带净 电荷差异较大，在电泳和离子交换法分离核苷酸 时起着决定性的作用。
Tm大小与DNA的碱基组成有关。G-C之间的氢键 联系要比A-T之间的氢键联系强得多，故G-C含量 高的DNA其Tm值亦高。
DNA双螺旋的2条链，经变性分离后，在一定条件 下可以重新组合复原，这是以互补的碱基排列顺序 为基础的，可以用来进行分子杂交，即不同来源的 多核苷酸链，变性后分离，经“退火”处理，若有 互补的碱基排列顺序，就能形成杂合的双螺旋体， 甚至可以在DNA和RNA之间形成杂合螺旋体。
临床上已广泛应用于放射病、血小板减少症、白 细胞减少症、慢性肝炎、心血管疾病等。
属于这一类的核酸药物有ATP、辅酶A、脱氧核 苷酸、CTP、UTP、腺苷、混合核苷酸、辅酶I等。
第二类为天然碱基、核苷、核苷酸结构类似物或聚 合物，这一类核酸类药物是当今人类治疗病毒、肿 瘤、艾滋病等的重要手段，也是产生干扰素、免疫 抑制的临床药物。
核酸疫苗DNA疫苗为目前尚无满意疗法的某些疾病 (如慢性病毒性肝炎、疟疾、艾滋病)提供一种新的 治疗途径。
第二节 核酸类药物的性质
一、理化性质 RNA和核苷酸的纯品都呈白色粉末或结晶，DNA
则为白色类似石棉样的纤维状物。除肌苷酸、鸟 苷酸具有鲜味外，核酸和核苷酸大都呈酸味。 DNA、RNA和核苷酸都是极性化合物，一般都溶 于水，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，它们的钠 盐比游离酸易溶于水。
五、核苷酸的紫外吸收性质
由于核酸、核苷酸类物质都含有嘌呤、嘧啶碱， 都具有共轭双键，故对紫外光有强烈的吸收。在 一定的pH条件下，各种核苷酸都有特定的紫外吸 收的吸光度值。
当定性测定某一未知碱基或核苷酸样品时，可在 250、260、280、290nm波长处先测得吸光度值， 再计算出相应的比值(A250nm/A260 nm、 A280nm/A260nm、A290 nm/A260 nm)，与已知核苷酸的 标准比值比较，判断出属于哪一种碱基或核苷酸。
已经在临床上应用的抗病毒核苷酸类药物有以下一 些品种：氮杂鸟嘌呤、巯嘌呤、6一氯嘌呤、氟胞 嘧啶、氟尿嘧啶、呋喃氟尿嘧啶、氟苷、阿糖胞苷、 环胞苷、肌苷二醛、异丙基苷、脱氧巯鸟苷、环腺 苷酸、聚肌胞等。
反义核酸技术（简称反义技术）
利用这一技术研制的药物称为反义药物，根据核酸 杂交原理，反义药物能与特定基因杂交，在基因水 平干扰致病蛋白的产生过程，及干扰遗传信息从核 酸向蛋白质的传递。
孚尔根染色法是一种对DNA的专一染色法，基本 原理是DNA的部分水解产物能使已被亚硫酸钠退 色的无色品红碱(Schiff试剂)重新恢复颜色。用显 微分光光度法可定量测定颜色强度。
核酸中糖的颜色反应是利用苔黑酚(3，5-二羟甲 苯)法，将含有核糖的RNA与浓盐酸及3，5-二羟 甲苯一起于沸水浴中加热20～40min左右，产生绿 色化合物。这是由于RNA脱嘌呤后的核糖与酸作 用生成糠醛，再与3，5-二羟甲苯作用而显蓝绿色。
当两种不同来源的DNA分子杂交时，形成双螺旋的 倾向愈强，说明它们分子之间碱基顺序的互补性愈 强。可以利用分子杂交方法来分离纯化DNA基因， 研究基因转录和调控等。
三、核酸的颜色反应
DNA和RNA经酸水解后，嘌呤易脱下形成无嘌 呤的醛基化合物，或水解得到核糖和脱氧核糖， 这些物质与某些酚类、苯胺类化合物结合成有色 物质，可用来作定性分析或根据颜色的深浅作定 量测定。
Fomivirsen是全球批准上市的第一个反义药物，1998 年已被美国FDA批准上市，用于二线治疗AIDS所致 的巨细胞病毒(CMV)视网膜炎。
核酸疫苗（又称基因疫苗或基因免疫）
是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直 接导人动物细胞内，并通过宿主细胞的转录系统合 成抗原蛋白质，诱导宿主产生对该抗原蛋白质的免 疫应答以达到防病治病的目的。