Цикли́ческие нуклеоти́ды, нуклеозидмонофосфаты, в которых остаток фосфорной кислоты связан с гидроксильными группами рибозы в положениях 3´ и 5´ , реже – 2´ и 3´ , образуя циклическую структуру.

Циклический 3´,5´-аденозинмонофосфат (цАМФ) и 3´,5´-гуанозинмонофосфат (цГМФ) – внутриклеточные посредники, участвующие в реализации эффектов многих гормонов. цАМФ образуется из АТФ при участии аденилатциклазы – фермента, локализованного на внутренней стороне плазматической мембраны клеток. Активация аденилатциклазы происходит при участии специфических гормональных рецепторов, локализованных на наружной стороне этой мембраны, и т. н. G-белков, при помощи которых активированный гормоном рецептор передаёт сигнал на аденилатциклазу.

В образовании цГМФ участвует гуанилатциклаза – мембраносвязанная (представляет собой внутриклеточный домен ряда рецепторов, например натрийуретических пептидов) и растворимая (активируется оксидом азота, локализована в цитоплазме клеток).

цАМФ и цГМФ оказывают многочисленные (в ряде случаев специфичные для определённого типа клеток) эффекты, действуя аллостерически на свои внутриклеточные мишени, наиболее универсальными из которых являются цАМФ-зависимая и цГМФ-зависимая протеинкиназы. В результате аллостерической активации эти протеинкиназы осуществляют фосфорилирование своих белков-мишеней (перенос остатка фосфорной кислоты от АТФ на молекулу белка-субстрата с образованием сложноэфирной связи с аминокислотными остатками серина или треонина), что приводит к быстрому изменению (повышению или снижению) их функциональной активности в клетке в ответ на изменения внешней или внутренней среды организма. Помимо этих т. н. быстрых эффектов, цАМФ регулирует (особенно у прокариот) процессы транскрипции индуцибельных генов.

У ряда микроорганизмов и в некоторых клетках млекопитающих обнаружены циклический 3´,5´-цитидинмонофосфат (цЦМФ) и 3´,5´-уридинмонофосфат (цУМФ). В их образовании из цитидинтрифосфата (ЦТФ) и уридинтрифосфата (УТФ), по-видимому, участвуют соответствующие ферменты (цитидилатциклаза и уридилатциклаза). Уровень этих циклических нуклеотидов значительно ниже по сравнению с цАМФ и цГМФ, а в реализации описанных биологических эффектов участвуют те же белки, что и в реализации регуляторных эффектов основных циклических нуклеотидов – цАМФ и цГМФ.

Помимо 3´,5´-циклических нуклеотидов, в клетках и тканях были найдены 2´,3´-циклические нуклеотиды – 2´,3´-цАМФ и 2´,3´-цГМФ. Они могут образовываться из РНК при участии фермента циклазы 3´-концевого фосфата РНК и рибонуклеаз, осуществляющих отщепление концевых 2´,3´-циклических нуклеотидов от РНК. Однако биологические эффекты 2´,3´-циклических нуклеотидов и особенно регуляторные пути, ответственные за их реализацию, остаются малоизученными.

Катаболизм циклических нуклеотидов происходит при участии фосфодиэстераз – ферментов, расщепляющих фосфодиэфирную связь с образованием линейных 5´-мононуклеотидов (при катаболизме 3´,5´-циклических нуклеотидов), а также 2´- или 3´-мононуклеотидов (при катаболизме 2´,3´-циклических нуклеотидов).

Синтезированы многочисленные аналоги циклических нуклеотидов, которые используются в качестве важных инструментов биохимических исследований. Ингибиторы фосфодиэстераз применяются в качестве лекарственных средств.