Bột Uracil. Nó là một loại bột tinh thể trắng màu xám mịn. Dễ dàng hòa tan trong nước nóng, pha loãng amoniac, hơi hòa tan trong nước lạnh, không hòa tan trong ethanol và ether. Uracil là cơ sở cụ thể của RNA, tương đương với thymine (T) trong DNA. Đó là một trong bốn cơ sở của RNA. Nó thay thế thymine trong DNA trong quá trình phiên mã DNA và phù hợp với adenine. Thymine (T) thu được bằng cách methyl hóa uracil.
|
Công thức hóa học |
C4H4N2O2 |
|
Khối lượng chính xác |
112 |
|
Trọng lượng phân tử |
112 |
|
m/z |
112 (100.0%), 113 (4.3%) |
|
Phân tích nguyên tố |
C, 42.86; H, 3.60; N, 24.99; O, 28.55 |
|
|
|
Uracil, như một cơ sở RNA độc đáo, đã cho thấy các ứng dụng rộng lớn trong các lĩnh vực như khoa học đời sống, nghiên cứu và phát triển dược phẩm và công nghệ nông nghiệp. Giá trị cốt lõi của nó bắt nguồn từ cấu trúc hóa học độc đáo của nó - các nhóm amino ( - NH ₂) và carbonyl (C=O) trên vòng pyrimidine có khả năng tham gia vào ghép nối cơ sở, phản ứng xúc tác enzyme và sửa đổi phân tử.
1. Tổng hợp RNA và nghiên cứu chức năng
Đây là một trong bốn cơ sở chính của RNA, kết hợp với adenine (a) thông qua liên kết hydro trong quá trình phiên mã để tạo thành cấu trúc bị mắc kẹt đơn RNA. Ví dụ, trong tổng hợp mRNA, mật độ phân phối của uracil ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và hiệu quả dịch thuật của nó. Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng mRNA với mức độ uracil cao dễ dàng bị suy giảm bởi các nuclease nội bào, trong khi các sửa đổi vừa phải (như giả giả) có thể tăng cường đáng kể sự ổn định của nó. Cơ chế này đã được áp dụng cho thiết kế tối ưu hóa vắc -xin mRNA.
2. Nghiên cứu về cơ chế sửa chữa DNA
UracilKhông nên tồn tại trong DNA, nhưng khi cytosine (C) tự khử hoặc bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như bức xạ cực tím, nó có thể được chuyển đổi bất thường thành uracil, dẫn đến đột biến cặp cơ sở CG và không phù hợp UA.
Các tế bào nhận ra và phân tách uracil thông qua uracil DNA glycosidase (UNG), bắt đầu con đường sửa chữa cắt bỏ cơ sở (BER). Quá trình này là rất quan trọng để duy trì sự ổn định của bộ gen và việc phát hiện hoạt động của các enzyme liên quan đã trở thành một dấu ấn sinh học để chẩn đoán sớm ung thư.
3. Thăm dò quy định biểu sinh
Điều chỉnh methyl hóa của nó (như 5-methyluracil) có thể điều chỉnh biểu hiện gen. Ở thực vật, quá trình methyl hóa uracil tham gia vào các phản ứng kháng bệnh bằng cách ảnh hưởng đến con đường can thiệp RNA (RNAi); Ở động vật, biến đổi uracil trong tRNA (chẳng hạn như 5-methoxycarbonylmethyl uracil) có thể thay đổi hiệu quả liên kết của nó với ribosome, do đó điều chỉnh tốc độ tổng hợp protein.
1. Các thành phần cốt lõi của thuốc hóa trị
5-fluorouracil (5-FU): Là một dẫn xuất fluorin hóa của uracil, 5-FU đặc biệt giết chết các tế bào khối u tăng sinh nhanh chóng bằng cách ức chế synthase thymidine (TS) và ngăn chặn việc sản xuất deoxythymidine (DTMP) cần thiết cho quá trình tổng hợp DNA. Dữ liệu lâm sàng cho thấy chế độ FOLFOX của 5-FU kết hợp với oxaliplatin và canxi folinate có thể làm tăng tỷ lệ sống sót sau 5 năm của bệnh nhân ung thư đại trực tràng lên hơn 50%.
Capecitabine: Prodrug miệng, được chuyển đổi thành 5-FU in vivo để điều trị bổ trợ ung thư vú và ung thư đại trực tràng. Ưu điểm của nó nằm ở việc giảm các biến chứng của tiêm tĩnh mạch và cải thiện sự tuân thủ của bệnh nhân.
2. Phát triển thuốc chống vi -rút
Điều trị viêm gan B: Các chất tương tự uracil (như Entecavir) ức chế sự nhân lên của virus bằng cách liên kết cạnh tranh với DNA polymerase của virus viêm gan B (HBV).
Các thử nghiệm lâm sàng đã chỉ ra rằng sau 48 tuần điều trị bằng Entecavir, tỷ lệ chuyển đổi huyết thanh DNA HBV có thể đạt tới hơn 90%.
Ức chế virus RNA: Các dẫn xuất uracil có thể can thiệp vào hoạt động enzyme sao chép của RNA virus. Ví dụ, nghiên cứu về Covid-19 (SARS-CoV-2) đã phát hiện ra rằng một số chất tương tự uracil có thể liên kết với RNA polymerase phụ thuộc RNA (RDRP) để ngăn chặn sự sao chép của bộ gen virus.
3. Bộ điều biến miễn dịch
Uracil và các dẫn xuất của nó có thể điều chỉnh chức năng tế bào T. Ví dụ, uracil liều thấp có thể thúc đẩy sự biệt hóa của các tế bào T điều tiết (Tress), ức chế các phản ứng miễn dịch quá mức và được sử dụng để điều trị các bệnh tự miễn như viêm khớp dạng thấp; Uracil liều cao giúp tăng cường đáp ứng miễn dịch chống khối u bằng cách kích hoạt các tế bào T effector (TEFF).
1. Chỉnh sửa gen bổ trợ
Trong hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-CAS9, sgRNA được sửa đổi uracil có thể cải thiện tính ổn định và hiệu quả nhắm mục tiêu của nó. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ thành công của việc chỉnh sửa các sgRNA được sửa đổi với glycosyl hóa uracil trong tế bào thực vật cao hơn 30% so với phiên bản không biến đổi. Công nghệ này đã được áp dụng cho việc chỉnh sửa chính xác các gen kháng bệnh gạo (như XA21).
2. Bộ điều chỉnh tăng trưởng thực vật
Nucleoside uracil (uridine), như một tiền chất của cytokinin, có thể thúc đẩy sự phân chia tế bào thực vật và sự khác biệt. Ví dụ, ứng dụng ngoại sinh của uridine có thể làm tăng đáng kể tốc độ thiết lập trái cây của trái cây cà chua và tăng trọng lượng của các loại trái cây riêng lẻ.
Ngoài ra, Uracil cũng tham gia vào phản ứng của thực vật đối với nghịch cảnh như hạn hán và độ mặn. Trong các điều kiện thiếu hụt boron, việc tổng hợp glucose diphosphate uracil (UDPG) ở thực vật bị cản trở, dẫn đến vận chuyển sucrose bị suy yếu. Tuy nhiên, việc bổ sung Boron có thể khôi phục quá trình này và tăng cường khả năng chống căng thẳng của cây trồng.
3. Thuốc diệt cỏ và rụng lá
Bột UracilCác dẫn xuất (như bromobenzonitrile) can thiệp vào quá trình quang hợp thực vật và đạt được sự kiểm soát cỏ dại bằng cách ức chế tổng hợp protein D1 trong hệ thống ảnh II (PSII). Loại thuốc diệt cỏ này có tác dụng kiểm soát hơn 95% đối với cỏ dại lá rộng như rau dền và quinoa, và rất an toàn cho các loại cây ngũ cốc như lúa mì và ngô. Trong canh tác bằng bông, rụng lá uracil có thể thúc đẩy rụng lá, tạo điều kiện thu hoạch cơ học và cải thiện hiệu quả thu hoạch 20% -30%.
1. Thuốc trung gian
Nó là một nguyên liệu thô quan trọng để tổng hợp nhiều loại thuốc. Ví dụ:
Fluorouracil: được điều chế bởi phản ứng ngưng tụ của uracil và fluoroacetate, nó là một loại thuốc hóa trị chất chuyển hóa thường được sử dụng trong thực hành lâm sàng.
Cytarabine: Được tổng hợp từ uracil thông qua nhiều phản ứng, được sử dụng để điều trị bệnh bạch cầu tủy cấp tính.
2. Tổng hợp các chất tương tự axit nucleic
Các dẫn xuất biến đổi của uracil, chẳng hạn như pseudouracil và 5-methyluracil, là cơ sở để tổng hợp các axit nucleic nhân tạo, như PNA và LNA.
Những chất tương tự này có ái lực và độ ổn định liên kết cao hơn, và được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển các đầu dò axit nucleic, chip gen và thuốc oligonucleotide antisense.
3. Phụ gia vật liệu polymer
Các nhóm uracil có thể được đưa vào chuỗi polymer để cải thiện tính chất vật liệu. Ví dụ, các vật liệu polyurethane có chứa uracil có khả năng tương thích sinh học tuyệt vời và có thể được sử dụng làm lớp phủ bề mặt cho cấy ghép như ống thông y tế và khớp nhân tạo, giảm nguy cơ nhiễm trùng sau phẫu thuật.
1. Phát hiện ô nhiễm nước
Có thể phục vụ như một dấu ấn sinh học cho hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật, được sử dụng để đánh giá hoạt động của các cộng đồng vi sinh vật trong các vùng nước. Bằng cách phát hiện nồng độ uracil trong nước thải, hiệu quả suy giảm của các chất ô nhiễm hữu cơ có thể được phản ánh gián tiếp. Ví dụ, trong xử lý nước thải công nghiệp bằng quá trình bùn hoạt tính, tỷ lệ suy giảm uracil tương quan tích cực với tốc độ loại bỏ COD (R =0.85).
2. Đánh giá tính xác thực của thực phẩm
Hàm lượng uracil và các chất chuyển hóa của nó (như uridine) có thể được sử dụng để xác định các loại thực phẩm hoặc pha trộn.
Ví dụ, nội dung của uridine trong mật ong có liên quan chặt chẽ với nguồn thực vật của nó. Bằng cách phát hiện tỷ lệ uridine/glucose, mật ong tự nhiên có thể được phân biệt với các sản phẩm pha trộn nhân tạo với tỷ lệ chính xác hơn 90%.
3. Phân tích độc tính pháp y
Các chất chuyển hóa của các dẫn xuất uracil (như 5-fluorouracil) trong cơ thể (như alpha fluoride - - alanine) có thời gian bán hủy dài và có thể được sử dụng làm dấu ấn sinh học để lạm dụng thuốc hoặc ngộ độc. Các chất chuyển hóa theo dõi có thể được phát hiện trong nước tiểu bằng cách sử dụng công nghệ quang phổ sắc ký lỏng (LC-MS), cung cấp cơ sở khoa học để nhận dạng pháp y.
Trong công nghệ hiện có, các tuyến tổng hợp củaBột Uracilnhư sau:
Đầu tiên, thêm 70 ml axit sunfuric bốc khói vào chai phản ứng sạch 200 ml, bật máy băng để giảm 0 độ, thêm 25 g urê khi khuấy và kiểm soát nhiệt độ quá trình dưới 10 độ. Thêm 50g axit malic, tăng nhiệt độ 90 độ, khuấy trong 3H và điều chỉnh độ pH của dung dịch natri hydroxit lên 6. Sau khi lọc hút, đã thu được 70g sản phẩm thô đỏ. Sản phẩm thô được kết tinh lại bằng 350ml nước để thu được 50g uracil trắng.
Thiếu sót: Quá trình này có thể tạo ra 30 tấn axit sunfuric và 50 tấn nước thải trên mỗi tấn sản phẩm uracil. Nó cũng là một quá trình sản xuất truyền thống với áp lực môi trường tuyệt vời.
The second is to add 0.16 mol of sodium methoxide and 0.26 mol of ethyl acetate into a three-necked flask with a stirrer at a temperature of 15~20 ℃. Stir for 1h, then slowly add 0.10 mol ethyl formate. Reaction at 25~30 ℃ for 3h after dropping. Get white paste mixture. Add finely ground 0.09 mol thiourea into the above flask, and then raise the temperature to 60 ℃ for reaction for 1 h. Concentrate to dry under reduced pressure, dissolve the residue with a small amount of water, then slowly add 0.25mol30wt.% hydrogen peroxide, and keep the reaction temperature at 50 ℃. After the reaction, cool the mixture to 20 ℃, adjust it to pH1 with concentrated hydrochloric acid, and crystals will be released. After filtration and washing, white crystalline powder was obtained, with a yield of 71.3%. Purity>99%. Tuyến Urea sử dụng urê thay vì thiourea và các điều kiện thí nghiệm khác vẫn không thay đổi và phản ứng trên xảy ra. Hỗn hợp phản ứng là chất lỏng màu nâu đỏ đậm. Làm mát đến 20 độ, điều chỉnh độ pH với axit clohydric đậm đặc và có được dung dịch rõ ràng màu vàng nhạt, chỉ có một lượng nhỏ kết tủa trắng bong tróc được tạo ra.
Thiếu sót của Tuyến 2: Mặc dù quá trình này khắc phục sự tạo ra một lượng lớn axit sunfuric chất thải trong quá trình truyền thống, lượng nước thải tăng lên 40 tấn nước thải mỗi tấn sản phẩm.
Uracil là cơ sở cụ thể của RNA, tương đương với thymine (T) trong DNA. Trong quá trình phiên mã DNA, DNA được giải nén bởi helicase trong nhân, và sau đó được ghép nối với các cặp cơ sở tự do để tạo thành một RNA chuỗi đơn, trở thành RNA sứ giả (mRNA). Trong quá trình này, các nguyên tắc ghép nối cơ sở là: AU, CG, TA, GC. Một trong những cơ sở pyrimidine, là một thành phần của RNA cùng với cytosine. Nó cũng được chứa trong glucose diphosphate uridine và các tiền chất quan trọng khác của polysacarit. Nó cho thấy sự hấp thụ tia cực tím cụ thể (tối đa 259 nanomet). Sự khác biệt chính giữa RNA và DNA là sự khác biệt về thành phần đường. RNA chứa uracil và DNA chứa thymine.
Gần đây, các nhà khoa học của NASA đã tổng hợpBột Uracil, một thành phần chính của vật liệu di truyền cuộc sống, theo cách phi sinh học trong môi trường không gian mô phỏng. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA đã mô phỏng môi trường không gian giữa các vì sao. Họ đặt mẫu băng chứa uracil trong môi trường không gian mô phỏng của phòng thí nghiệm, tiếp xúc với bức xạ cực tím và cuối cùng đã thu được cơ sở cụ thể của axit ribonucleic (RNA) - uracil. Uracil là một thành phần quan trọng của RNA và là nguồn sống trên trái đất.
Trước đây, các nhà khoa học đã tìm thấy pyrimidine trong thiên thạch, và thí nghiệm này đã chứng minh rằng pyrimidine có thể hấp thụ bức xạ vũ trụ và biến thành uracil trong môi trường không gian. Các nhà nghiên cứu tin rằng khi bắt đầu sự hình thành trái đất, "nền tảng" của sự sống có thể đã được hình thành trong không gian, và chúng rơi xuống trái đất, tạo ra điều kiện cho nguồn gốc của sự sống. Trong không gian rộng lớn, một tình huống tương tự có thể tồn tại trên bất kỳ hành tinh nào.
Chú phổ biến: Uracil Powder CAS 66-22-8, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán