嘧啶碱和嘌呤碱

嘧啶碱都是嘧啶的衍生物，嘌呤碱都是嘌呤的衍生物。这两类物质的理化性质颇相似，一般多具有弱碱性，大多微溶于水，易溶于稀酸或稀碱中，不溶于一般有机溶剂；对紫外光都有较强的吸收作用，其最大吸收波长为250～280nm；分子中含氧基者可表现酮醇互变作用。细胞中自由存在的嘧啶碱或嘌呤碱甚少，而是作为核苷、核苷酸和核酸的组成成分存在。核酸分子中所含的嘧啶碱主要是尿嘧啶(U)、胞嘧啶(C)及胸腺嘧啶(T)，所含的嘌呤碱主要是腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)。其中胞嘧啶、腺嘌呤及鸟嘌呤是RNA及DNA组成中的共同碱基，但尿嘧啶则主要存在于RNA中，而胸腺嘧啶则主要存在于DNA中。
除上述几种基本碱基外，核酸分子中尤其是tRNA分子中，还含有多种少量的其他嘧啶碱和嘌呤碱，一般统称为稀有碱基或微量碱基，因为它们都是由上述几种基本碱基修饰而来，故也常被称为修饰碱基。此外，医学上还常见到其他一些重要的嘧啶碱和嘌呤碱或它们的衍生物，例如天然存在的维生素B1即为嘧啶碱的一种衍生物，在糖代谢氧化脱羧反应中具有特别重要作用； 人工合成的2-硫尿嘧啶能抑制甲状腺素的生物合成，常用于治疗甲亢； 5-氟尿嘧啶能抑制胸腺嘧啶及DNA的合成，常用作抗癌药；2,4,5,6-四氧嘧啶能特异地损害胰岛β细胞，减少胰岛素的分泌，常用于建立实验性糖尿病动物模型。黄嘌呤、次黄嘌呤及尿酸等是人体内自由存在较多的一些嘌呤碱，前二者是核酸分解代谢的中间产物，也是组成个别RNA的稀有碱基； 后者是核酸分解代谢的最终产物之一，尿中含量较多，其中醇式尿酸呈弱酸性，可生成钠盐或钾盐，尿酸及其盐类的溶解度都较小，体内生成过多时，可在泌尿系统或某些小关节处沉积而形成尿结石或痛风症。存在于茶叶、咖啡及可可中的茶碱 (1,3-二甲基黄嘌呤)、咖啡碱(1,3,7-三甲基黄嘌呤)、可可碱(3,7-二甲基黄嘌呤)等都是黄嘌呤的衍生物，它们都有兴奋中枢神经、扩张血管、强心利尿等药理作用。人工合成的嘌呤碱类亦有多种已用于临床，例如6-巯基嘌呤、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤都能竞争性地抑制腺苷酸及核酸的生物合成，常用作抗癌药物。别嘌呤醇 (4-羟吡唑嘧啶) 能抑制尿酸的生成，常用于治疗痛风症。下列为某些嘌呤碱及嘧啶碱的结构式。