Uracilis díorthach tábhachtach pirimidín é a bhfuil raon leathan feidhmeanna bitheolaíochta, leighis agus tionsclaíochta aige. Tá líon suntasach torthaí taighde ar shintéis Uracil, lena n-áirítear sintéis cheimiceach, sintéis mhiocróbach agus sintéis einsím-catalyzed. Tabharfaidh an t-alt seo isteach go mion ar mhodhanna sintéiseacha éagsúla Uracil.
1. Sintéis cheimiceach:
Tá sintéis cheimiceach ar cheann de na modhanna sintéiseacha is luaithe agus is ionadaí de Uracil. I sintéis cheimiceach, faightear Uracil trí imoibriú comhdhlúthúcháin de 5-chlorouracil agus aicéitileatón, agus claochluithe ina dhiaidh sin trí imoibrithe éagsúla. Tá roinnt bealaí clasaiceacha sintéise ceimiceach liostaithe thíos:
1.1 Glac 5-chlorouracil mar an bealach sintéiseach d’ábhar tosaigh:
Thosaigh an bealach sintéiseach clasaiceach a úsáideann 5-chlorouracil mar ábhar tosaigh ó thaighde beirt eolaithe, Cory agus Shepherdson. Rinne siad Uracil a shintéisiú trí 5-chlorouracil a imoibriú le pyridone nó -ketoester. Níos déanaí, feabhsaíodh agus leasaíodh an bealach sintéiseach seo ag go leor taighdeoirí, agus áirítear ar na cinn is cáiliúla taighde Khorana agus Dorfman et al.
Sna 1950idí, rinne foireann Khorana Uracil a shintéisiú trí úsáid a bhaint as 5-chlorouracil agus aicéitileatón mar ábhair thosaigh trí imoibriú ceithre chéim. Ina measc, is é an imoibriú comhdhlúthúcháin de 5-chlorouracil agus aicéitilacetone an chéim lárnach chun an réamhtheachtaí 5-chloro-2-formail-4-carboxypyrimidine(CMCP) de Uracil a fháil, agus laghdú ina dhiaidh sin. , scission fáinne aigéad-catalyzed agus díhiodráitíodh Uracil shintéisiú ar deireadh trí chomhshó il-chéim san imoibriú.
Dorfman et al. feabhas a chur ar shintéis cheimiceach 5-chlorouracil, ag baint úsáide as meitiltrifluoromethanesulfonate sóidiam (MeOTf) mar chatalaíoch, agus fuarthas CMCP san imoibriú comhdhlúthaithe, agus trí mheascán de chomhdhlúthú, dícharbocsaile agus imoibrithe eile a tháirgtear faoi dheireadh Uracil. Ina dhiaidh sin, áirítear ar roinnt feabhsuithe ar an mbealach seo imoibriú comhdhlúthúcháin piridín le 2-oxourea, agus úsáid 1,3-dé-ocseapán mar idirmheánach, etc.
1.2 Glacadh aimínaigéadón mar bhealach sintéiseach d’ábhar tosaigh:
Chomh maith leis an mbealach sintéiseach a úsáideann 5-chlorouracil mar ábhar tosaigh, tá modh níos gonta ann freisin a úsáideann aminoetón mar ábhar tosaigh. Sa bhealach sintéiseach seo, úsáidtear urease (Urease) mar ghníomhaire tiomána chun aigéad uric a hidrealú go aigéad diaminoacetic, agus ansin aminoketone a fháil faoi choinníollacha alcaileach. Tugann Uracil ocsaídiú iardain ar an aimínaigéad go dtí an grúpa acyloxy faoi chatalú iaidíd hidrigine. Tá geilleagar ard-adamh agus cairdiúlacht comhshaoil ag an modh, agus is modh sintéise é de réir na ceimice glas.
2. Sintéis mhiocróbach:
Tagraíonn sintéis mhiocróbach do shintéis Uracil trí bhealaí meitibileach miocróbach. Sa nádúr, is meitibilít é Uracil a tháirgeann eucaryotes agus baictéir trí mheitibileacht aigéad deocsairbonucleic (DNA) agus aigéad ribonucleic (RNA).
I sintéis mhiocróbach, úsáidtear aigéad uric de ghnáth mar ábhar tosaigh, agus déantar Uracil a shintéisiú ar deireadh trí mheitibileacht ilchéime. Seo a leanas na samplaí:
Ar an mbealach seo, déantar aigéad uric a dhianscaoileadh isteach úiré agus pyruvate trí catalysis ureidase; ina dhiaidh sin, déantar pyruvate a thiontú ina uracil le rannpháirtíocht einsímí éagsúla cosúil le carboxylase agus carboxylation-decarbonylase, agus ina dhiaidh sin Faightear imoibriú Uracil tríd an gcosán amide aigéad pantothenic. Tá dlúthbhaint ag meicníocht einsímeach an chuid is mó de mhiocrorgánaigh chun Uracil a shintéisiú le cosán meitibileach aimíd aigéid pantothenic.
Ina theannta sin, tá tuairiscí ar thógáil na mbaictéar innealtóireachta chun Uracil a shintéisiú trí innealtóireacht ghéiniteach, mar úsáid hidroxybutyrate-3-carboxyrate hydroxylase (HPCDH) a fhoirmíonn aigéad glycólach in Escherichia coli (E.coli) agus díthiomsú go 9 Le rannpháirtíocht einsímí cosúil le haigéad pyruvic decarboxylase (PDH-E2) de lipoyl coenzyme A, baineadh amach biosintéis Uracil i mbaictéir innealtóireachta den chéad uair ag baint úsáide as aigéad succinic agus comhdhúile aimín mar amhábhair.
3. Sintéis einsím-catalyzed:
Úsáideann modh sintéise einsím-catalyzed imoibriú einsím-catalyzed chun Uracil a shintéisiú, a bhfuil na buntáistí a bhaineann le cairdiúlacht comhshaoil agus coinníollacha imoibrithe éadroma. Fuarthas amach go gcatalaíonn roinnt einsímí sintéis Uracil, go príomha lena n-áirítear: einsím Uracil, úiréáis agus úiréáis. Seo dhá shampla:
3.1 Sintéis einsím-chatalaithe Uracil:
Is féidir le heinsím Uracil imoibriú uracil agus comhdhúile eile a chatalú trí isomerization -racemization chun Uracil a fháil. Ina measc, is comhdhúil é uracil atá ann go forleathan i gcórais bhitheolaíocha agus tá an seans ann go n-úsáidfear go forleathan é. Tá einsím Uracil sa Saccharomyces cerevisiae agus Escherichia coli, a bhfuil spás iarratais leathan aige. Trí na foshraitheanna imoibrithe a athrú, mar shampla úsáid a bhaint as foshraitheanna éagsúla cosúil le lactate threonine agus uracil, is féidir éifeachtúlacht agus dáileadh an táirge a athrú.
3.2 Sintéis arna chatalú ag úiréáis:
Áirítear leis an modh sintéise einsím-catalyzed Uracil imoibriú catalyzed urease. Is einsím í Úiréáis a fhéadfaidh tiontú úiré go úiré agus amóinia a chatalú, inar féidir imoibriú breise a dhéanamh ar úiré chun Uracil a tháirgeadh. Trí fhoshraitheanna úiré éagsúla a roghnú, mar shampla úiré agus feiniliúir, agus coinníollacha catalaíoch an imoibrithe a athrú, is féidir sintéis scála saotharlainne Uracil a bhaint amach.
Go hachomair, is féidir Uracil a shintéisiú ar bhealaí éagsúla, lena n-áirítear sintéis cheimiceach clasaiceach, sintéis mhiocróbach, agus sintéis einsím-catalyzed. Tá ionchais iarratais leathana ag na modhanna sintéiseacha seo i réimsí éagsúla, agus cuireann siad roghanna iomadúla ar fáil freisin maidir le táirgeadh Uracil ar scála mór.
Airíonna ceimiceacha:
1. Tautomerism keto-alcól: I dtuaslagán uiscí, déantar uracil agus a tautomer, uracil hidrigine, a chlaochlú ina chéile trí thionchar difríochta prótóin amháin.
2. N-glycosylation: Is féidir Uracil a mheitile-glycosylated chun 5-meitiluracil a tháirgeadh.
3. Alkylation: Faoi choinníollacha alcaileach, is féidir uracil a alkylated, de ghnáth ag baint úsáide as an gníomhaire methylating meitile meitile carbónáit.
4. Carboxymethylation: Is féidir an grúpa carboxyl a chomhcheangal le uracil trí carboxymethylation.
Nádúr imoibríoch:
1. Imoibriú hidrealú alcaileach: Faoi choinníollacha alcaileach, is féidir uracil a hidrealú go haigéad uracil, rud atá ina bhealach chun díghrádú DNA.
2. Imoibriú ocsaídiúcháin: Is féidir Uracil a ocsaídiú agus a thiontú go 5-hydroxyuracil, ar táirge coitianta é a fhoirmítear le linn damáiste DNA.
3. Imoibriú deamination: Is féidir le Uracil trihydrouracil a tháirgeadh trí imoibriú deamination.
4. Imoibriú amination: Is féidir Uracil a thiontú ina idirmheánach le haghaidh sintéis aigéad acetaminobenzenesulfonic (ATPS) trí amóinia.
Is móilín orgánach tábhachtach é Uracil a bhfuil baint aige le frithghníomhartha éagsúla i meitibileacht cille. Tá éagsúlacht na n-airíonna imoibríocha aige, lena n-áirítear tautomerization ketol, N-glycosylation, alkylation, carboxymethylation, etc. Ina theannta sin, tá baint ag uracil freisin i roinnt imoibrithe tábhachtacha, mar shampla hidrealú alcaile, ocsaídiú, díamú, amóiniú, etc. saibhreas taighde agus luach feidhme. Mar shampla, is féidir drugaí ceimiceacha a shintéisiú trí charboxymethylation, agus tá hidrealú alcaileach uracil mar phríomhbhealach le haghaidh díghrádú DNA. Tugann na staidéir seo tuiscint dhomhain dúinn ar ról agus ar thábhacht Uracil. cúnamh tábhachtach.