脱氧鸟苷（Deoxyguanosine, dG）

1 概览

脱氧鸟苷是构成脱氧核糖核酸的基本单位之一，属于脱氧核糖核苷。它由一个含氮碱基鸟嘌呤通过β-N9-糖苷键与一个脱氧核糖（五碳糖）连接而成。在DNA双螺旋中，脱氧鸟苷通过其碱基部分与互补链上的脱氧胞苷形成三个氢键，是维持遗传信息稳定和精确复制的关键分子。

以下是其核心信息摘要：

2 化学结构与性质

脱氧鸟苷的化学结构由两部分组成：

1. 碱基部分：为鸟嘌呤，是一个嘌呤衍生物的双环结构。

2. 糖基部分：为2’-脱氧核糖，其2’位碳原子上连接的是氢原子（-H），而非羟基（-OH）。这是其与核糖核苷鸟苷最根本的区别，也决定了它是DNA而非RNA的组成成分。

在DNA链中，脱氧鸟苷的脱氧核糖的5’位碳原子上的磷酸基团与上一个核苷酸的3’位羟基形成磷酸二酯键，从而构成DNA的骨架。

3 生物学功能与意义

作为DNA的四种基本模块之一，脱氧鸟苷的核心功能是编码和传递遗传信息。

• 遗传密码的载体：在DNA序列中，鸟嘌呤（G）是四种碱基代码之一。特定的G-C碱基对序列构成了基因，指导生命活动。

• 维持双螺旋结构：G与C之间形成三个氢键，比A-T对（两个氢键）更稳定。因此，DNA中G-C含量高的区域通常更稳定，其熔解温度也更高。

• 细胞代谢的中间体：在细胞内，脱氧鸟苷及其磷酸化形式（如dGMP， dGDP， dGTP）是核苷酸代谢池的重要组成部分。三磷酸形式是DNA聚合酶在复制和修复过程中直接使用的原料。

4 相关代谢异常与疾病

脱氧鸟苷代谢途径的异常与一些疾病密切相关，其中最具代表性的是线粒体DNA耗竭综合征的一种亚型。

• 线粒体DNA耗竭综合征（Mitochondrial DNA Depletion Syndromes）：这是一组常染色体隐性遗传病。其中与脱氧鸟苷代谢直接相关的是由脱氧鸟苷激酶基因突变引起的肝脑型。该酶负责将脱氧鸟苷磷酸化为dGMP，是线粒体内回收利用脱氧核苷的关键步骤。酶活性缺失会导致线粒体内合成DNA所需的dGTP池枯竭，进而导致线粒体DNA严重减少，影响肝脏和大脑的能量供应，多在婴儿期发病，病情严重。

5 研究与应用

脱氧鸟苷及其类似物在生物医学研究中具有重要价值：

• 分子生物学研究：作为合成DNA引物、探针和基因克隆的基本原料。

• 药物开发：一些脱氧鸟苷的类似物被开发成抗病毒或抗肿瘤药物。例如，阿昔洛韦是一种鸟嘌呤核苷类似物，其被病毒特异性磷酸化后，能抑制病毒DNA聚合酶，用于治疗疱疹病毒感染。

• 疾病标志物：异常的脱氧鸟苷代谢产物可能作为某些遗传性或获得性疾病的生物标志物。

总结，脱氧鸟苷是一个看似简单却功能关键的生物分子。它不仅是生命蓝图的基石，其代谢平衡也深刻影响着细胞的健康与功能。对它的深入研究有助于我们理解遗传的本质、疾病的机理，并开发新的诊疗策略。

参考文献

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5. Alberts, B., et al. (2017). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). Garland Science. （标准细胞生物学教材，涵盖核苷酸与DNA的基础知识）