基因组中的尿嘧啶可能是由于 DNA 合成过程中 dUTP 而不是 dTTP 的错误掺入造成的,并且主要在碱基切除修复过程中被尿嘧啶 DNA 糖基化酶 (UNG) 去除。端粒包含长阵列的 TTAGGG 重复序列,可能容易受到尿嘧啶错误掺入的影响。方法和结果:使用模型端粒 DNA 底物,我们发现端粒 DNA 中胸腺嘧啶尿嘧啶取代的位置和数量降低了端粒单链结合蛋白 POT1 的识别。在原代小鼠造血细胞中,在端粒处可检测到尿嘧啶,而 UNG 缺陷进一步增加了尿嘧啶负荷并导致端粒异常延长。在 UNG 缺陷细胞中,在没有端粒酶的情况下,姐妹染色单体交换的频率和端粒的脆性也显着增加。结论:因此,尿嘧啶和/或 UNG 缺陷的积累干扰端粒维持,从而强调了 UNG 发起的碱基切除修复对保持端粒完整性的必要性。
尿嘧啶是 DNA 中不可避免的异常碱基,其修复是通过高效的碱基切除修复机制进行的。从基因组中去除尿嘧啶需要一系列中间产物,包括一个脱碱基位点和一个单链断裂,然后才能重建原始 DNA 结构。这些修复中间体对 DNA 复制有害,并且还会干扰无细胞条件下的转录。然而,它们与细胞转录的相关性尚未得到证实。方法和结果:在这里,我们研究了掺入报告基因载体的尿嘧啶对人类细胞基因表达的影响。表达构建体包含与腺嘌呤相对的单个尿嘧啶(模拟 DNA 合成过程中的 dUTP 错误掺入)或鸟嘌呤(模拟自发胞嘧啶脱氨的产物)。我们没有发现尿嘧啶在两种环境中直接转录停滞的证据,因为含有碱基修饰的载体在递送到细胞后的早期表现出未改变的增强 GFP 报告基因表达水平。然而,基因表达在随后的几个小时内表现出进行性下降。结论:在 U:A 对的情况下,敲低 UNG1/2 显著延迟了这种作用,但敲低 SMUG1 或胸腺嘧啶-DNA 糖基化酶 Uracil-DNA 糖基化酶未显著延迟,证明是 UNG1/2 的碱基切除扰乱了受影响基因的转录。相比之下,U:G 构建体表达的下降不受 UNG1/2、SMUG1 或胸腺嘧啶-DNA 糖基化酶敲低的影响,这强烈表明细胞中 U:A 和 U:G 损伤的加工之间存在很大的机制或动力学差异。
尿嘧啶是陆地生命必不可少的生物分子,但几十年来,其益生元形成机制已被证明难以捉摸。陨石已被证明含有尿嘧啶,并且星际芳香族物质和含氮分子的丰度已得到充分证实,为尿嘧啶存在于星际介质 (ISM) 中提供了支持。尿嘧啶的离子化学可能为其益生元合成和在生命起源中的作用提供线索。生物分子的碎片化为它们的形成提供了有价值的见解。以前的研究主要集中在尿嘧啶衍生的阳离子的碎裂和反应性上。方法和结果:在本研究中,我们探索了去质子化的尿嘧啶-5-羧酸及其阴离子片段,以阐明尿嘧啶形成的新试剂,并表征尿嘧啶阴离子衍生物的反应性。这些碎片的结构是通过理论计算、进一步的碎裂、实验酸度包围以及与几种已检测和潜在的星际物质(SO2、OCS、CS2、NO、N2O、CO、NH3、O2 和 C2H4)的反应性来确定的。在商用离子阱质谱仪中通过碰撞诱导解离 (CID) 实现碎裂,并且使用该仪器的改进版测量所有反应速率常数。结论:实验数据得到 B3LYP/6-311++G(d,p) 理论水平理论计算的支持。最后,讨论了观察到的碎裂和反应过程的天体化学意义。
CAS 66-22-8对应的化学物质是尿嘧啶,以下是对尿嘧啶的详细介绍:
英文名称:Uracil
中文名称:尿嘧啶
分子式:C4H4N2O2
分子量:112.09
CAS号:66-22-8
外观:白色至类白色结晶性粉末
溶解性:易溶于热水,溶于稀氨水,微溶于冷水,不溶于乙醇和乙醚
熔点:311.6°C~314.5°C(另有说法为335°C)
酸度系数(pKa):9.45(25℃)
敏感性:对湿度敏感
生物用途:尿嘧啶是核糖核酸(RNA)所特有的一种碱基,是RNA中4种主要碱基之一,是核糖核酸中的一种主要嘧啶成分,也是各种尿苷酸的组成分。与核糖通过核苷键连接生成尿苷,其三磷酸化合物为尿三磷,尿三磷是核糖核酸生物合成过程中尿嘧啶的前体。尿三磷作为辅酶参与某些糖的生物合成。
医药用途:尿嘧啶是合成抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶及其衍生药物如替加氟、双呋氟尿嘧啶、去氧氟尿苷、卡莫氟和抗病毒5-碘-2'-脱氧尿苷的重要中间体。尿嘧啶可阻断替加氟的降解作用,提高氟尿嘧啶的浓度,而增强抗癌作用。临床适应证与氟尿嘧啶同,主要用于消化系癌、乳腺癌及甲状腺癌等,与丝裂霉素合用于晚期胃癌疗效好。
其他用途:用于合成尿苷等药物中间体、动物饲料添加剂、油墨稳定添加剂等。
以丙炔酸酯和尿素为原料,通过一步反应高产率高纯度地制备得到尿嘧啶。
通过尿素与甲酰乙酸乙酯环合也可制得尿嘧啶。
由苹果酸、硫酸及尿素反应也可制得尿嘧啶。
储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。
远离火种、热源。
保持容器密封。
应与氧化剂、酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。
配备相应品种和数量的消防器材。
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
请注意,尿嘧啶虽然具有多种用途,但在使用和储存过程中需要严格遵守相关规定,以确保安全。
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刘盼盼