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核苷是一類糖苷的總稱。核苷是核酸和核苷酸的組成成分。核苷都是由D-核糖或D-Z-脫氧核糖與嘧啶堿或嘌呤堿縮合而成。核苷一般為無色結晶，不溶于普通有機溶劑，易溶于熱水，熔點為160～240℃。由D-核糖生成的核苷稱核糖核苷，參與RNA組成，由D-α-脫氧核糖生成的核苷稱脫氧核糖核苷，參與DNA組成。D-核糖與腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶或尿嘧啶縮合生成相應的腺嘌呤核糖核苷、鳥嘌呤核糖核苷、胞嘧啶核糖核苷、胸腺嘧啶核糖核苷和尿嘧啶核糖核苷，它們分別簡稱為腺苷(A)、鳥苷(G)、胞苷(C)、胸苷(T)和尿苷(U)。同樣，D-2-脫氧核糖與腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分別縮合可生成脫氧腺苷(aA)、脫氧鳥苷(aG)脫氧胞嘧啶核糖核苷(aC)、和脫氧胸苷。上述所有核苷都屬于N-糖苷，其中的D-核糖和D-2-脫氧核糖都以β-呋喃糖形式存在，故它們對堿都很穩定；嘌呤類核苷易被酸水解，而嘧啶類核苷則不易，僅在濃酸長時間加熱處理才水解。此外還有一些稀有核苷，如2′-O-甲基核糖核苷(Nm)，包括2′-O-甲基核糖腺苷(Am)、2′-O-甲基核糖鳥苷(Gm)2′-O-甲基核糖胞嘧啶核糖核苷(Cm)、2′-O-甲基核糖尿苷(Um)和2′-O-甲基核糖假尿苷等，是多種tRNA和真細胞mRNA的組成成分。
胞嘧啶核糖核苷（Cytidine），全稱胞嘧啶核苷（CytosineRi鄄boside），是由胞嘧啶的N-1和D-核糖的C-1位置通過β糖苷鍵連接而成的化合物是生命體內核糖核酸的重要組成部分，在細胞內部，胞嘧啶核糖核苷主要是以胞嘧啶核糖核苷酸的形式存在，諸如胞嘧啶核糖核苷一磷酸（CMP）、胞嘧啶核糖核苷二磷酸（CDP）和胞嘧啶核糖核苷三磷酸（CTP）的形式在細胞內發揮生理作用。而胞嘧啶核糖核苷三磷酸是合成核糖核酸的前提物質之一；胞嘧啶核糖核苷二磷酸可以經過酶的多步催化反應形成d-胞嘧啶核糖核苷三磷酸和d-胸苷三磷酸，成為合成脫氧核糖核酸的前體物。胞嘧啶核糖核苷三磷酸是一種高能化合物，在生化反應中主要起到了供能與能量傳遞的作用。胞嘧啶核糖核苷參與了許多生命體內的反應，更是合成核糖核酸與脫氧核糖核酸的重要前體物質，同時研究發現可以利用其干擾核糖核酸的合成的性質，通過特定的反應轉化后，開發抗病毒與抗腫瘤等方面的藥物，比如以胞嘧啶核糖核苷為主要中間體而研制出的扎西他濱（2′，3′-雙脫氧胞嘧啶核苷），卡培他濱（5′-脫氧-5-氟-N-［（戊氧基）羰基］胞嘧啶核糖核苷），環胞嘧啶核糖核苷、阿糖胞嘧啶核糖核苷、阿扎胞嘧啶核糖核苷、鹽酸阿糖胞嘧啶核糖核苷等均為治療惡性腫瘤與急性粒細胞白血病等惡性疾病的常用藥物，它們均為胞嘧啶核糖核苷類似物，均是由胞嘧啶核糖核苷作為中間體合成而來。所以，胞嘧啶核糖核苷是當代醫學上很重要的藥物合成中間體。
自從胞嘧啶核糖核苷被廣泛作為藥物中間體以來，對于胞嘧啶核糖核苷合成的研究從未間斷。而從合成方法上主要分為兩類，即化學合成法與生物合成法，生物合成法又主要分為核糖核酸水解法和發酵法，發酵法又分為添加前體物發酵法和直接發酵法。
1. 化學合成法
化學合成法是以尿苷或胞嘧啶和核糖為主要原料進行一系列的催化反應，進而得到胞嘧啶核糖核苷。經過幾十年的研究，改進了十幾種合成路線，已經將原來胞嘧啶核糖核苷數萬元一公斤售價降低至了幾百元一公斤，可謂是將“天價”落到了地上。但化學合成法研究至今依然沒有突破合成中催化劑使用成本高、反應步驟多、反應條件苛刻以及環境污染等問題，所以化學合成法正在逐漸被反應條件相對溫和的生物合成法所取代。
2. 核糖核酸水解法
核糖核酸水解法就是將核糖核酸通過酶的作用水解，然后分離提純得到胞嘧啶核糖核苷。這種方法雖然反應條件較溫和，但需要大量質量較好的核糖核酸為原料，成本較高，同時核糖核酸的水解產物并非只有胞嘧啶核糖核苷一種，同時會產生胸苷、腺苷、尿苷等等副產物，其分離提純胞嘧啶核糖核苷的過程復雜，進一步提升了合成成本。
3. 添加前體物發酵法
添加前體物發酵法是利用胞嘧啶核糖核苷生物合成的補救途徑在菌種生長過程中促進胞嘧啶核糖核苷的生成，設計思路為在胞嘧啶核糖核苷生產菌的培養基中添加前體物尿嘧啶，使嘧啶堿基通過補救途徑直接合成胞嘧啶核糖核苷，具體為尿嘧啶與微生物體內的5-磷酸核糖焦磷酸在尿嘧啶核糖磷酸轉移酶的催化作用下生成尿苷一磷酸，從而增加尿苷的生成量進而經過尿苷二磷酸、尿苷三磷酸和胞嘧啶核糖核苷三磷酸最終形成胞嘧啶核糖核苷。但此法仍需添加尿嘧啶作為前體物，其成本較高、生產效率較低。
4. 直接發酵法
直接發酵法的條件簡單、周期短、易控制、產率高、產量大，適合工業化大規模生產，且可以進一步降低生產成本。但是經過多年的菌種選育與研究，發現常規菌種在胞嘧啶核糖核苷的產量上難以突破，而早期的誘變育種又有著遺傳突變等問題影響其穩定傳代。而今分子生物技術的發展與應用，例如蛋白質酶分子定向進化育種技術，基因敲除育種技術，全局轉錄機器工程技術以及多種基因工程新技術應用于胞嘧啶核糖核苷發酵菌種的培育上，使得胞嘧啶核糖核苷的產量明顯提高。
5. 生物發酵法
解淀粉芽以新型的解淀粉芽孢桿菌為例綜述下胞嘧啶核糖核苷的生物發酵過程。解淀粉芽孢桿菌的細胞膜是一層柔軟而富有彈性的半透性薄膜，由內外兩層磷脂分子和蛋白質及少量多糖組成，磷脂受磷脂酰甘油磷酸合成酶、和乙醇胺激酶催化合成和被磷脂酶分解。解淀粉芽孢桿菌的細胞膜含有豐富的酶系和多種膜蛋白，胞嘧啶核糖核苷的轉運可能是通過細胞膜上以膜轉運蛋白為基礎的運輸系統實現的。細胞膜上控制代謝產物進出的是滲透蛋白（滲透酶），并維持著細胞內正常的滲透壓。由此推測，解淀粉芽孢桿菌可能是通過多種轉運方式完成物質的跨膜轉運。解淀粉芽
孢桿菌中有2個已報道的可能參與胞嘧啶核糖核苷向細胞外轉運的蛋白質，它們是由pyrP基因編碼的尿嘧啶通透酶（Uracilpermease）和nupC基因編碼的核苷轉運蛋（NupC），它們都與核苷轉運有關，尿嘧啶通透酶還參與細胞中嘧啶的轉運過程，這兩個轉運蛋白可能在菌體生長與胞嘧啶核糖核苷分泌過程中發揮著重要的作用。孢桿菌嘧啶核苷酸合成途徑如圖1所示，在解淀粉芽孢桿菌合成尿苷-磷酸的過程中受到6種酶的催化作用，分別為氨甲酰磷酸合成酶、天冬氨酸氨甲酰轉移酶、二氫乳清酸酶、二氫乳清酸脫氫酶、乳清酸磷酸核糖轉移酶、乳清酸脫羧酶，這幾種酶的合成均受到尿苷酸的調控，其中天冬氨酸氨甲酰轉移酶和氨甲酰磷酸合成酶是合成尿苷一磷酸反應的限速酶。因此，想要獲得高產的胞嘧啶核糖核苷菌株就必須在其繁殖育種過程中消除或者降低尿苷酸等外來因素的調控作用。
[1] 衛生學大辭典
[2] 生物法合成胞嘧啶核糖核苷的研究進展
[3] 朱暉.枯草芽孢桿菌胞嘧啶核糖核苷生產菌株的構建［D］.天津大學，2013.