回忆一下有机化学中对
环戊烷的构象分析。环戊如果采取平面环构象,它将是一个接近于无
张力环的结构,所以它的C-C-C键角是108°,与正常键角只差1°左右。然而燃烧值表明环戊烷具有6.5kJ/
摩尔的张力能。这是为什么?原因在于如果采取平面环结构,虽然无角张力,但是相邻碳上的氢处于重叠型的构象,因而引起相当可观的扭张力。结果是环戊烷也采取突出平面的折叠构象,在增加角张力和降低扭张力之间达成平衡,使之处于最低的能态。环戊烷的4个
碳大体上处在同一平面,第5个碳原子超出平面,这样相邻碳上的氢原子大多数都取近似交叉型的构象。
呋喃糖也是这样,环上的3个碳原子和1个氧原子接近于共平面,另一个碳原子向上折起,离开平面约0.05nm。这种构象成为 信封式(envelope form)构象,因为它类似一个掀起信封盖的开口信封。大多数
生物分子的
核糖组分中,C2或
C3在C5的同一侧突出平面。这种信封式构象分别成为 C2'-内向型(C2’-endo)和 C3'-内向型(C3’-endo).在
核糖核酸双螺旋区,A-
脱氧核糖核酸和RNA-DNA杂交分子中核糖和脱氧核糖残基都采取C3’-内向型,而在B-DNA中则为C‘2-内向型。
呋喃糖环在不同的构象态之间可以发生快速互换(环转向)。呋喃糖环比
吡喃糖环具有更大的柔性,这可以说明呋喃型核糖被选作RNA和DNA的组分的原因。