Uracil Powder CAS 66-22-8

Uracil prášek(Uracile) je organická sloučenina s molekulárním vzorcem C4H4N2O2 a molekulovou hmotností 112,087, CAS 66-22-8. Je to jemně šedý bílý krystalický prášek. Snadno rozpustné v horké vodě, zředěný amoniak, mírně rozpustný ve studené vodě, nerozpustný v ethanolu a éteru. Uracil je specifická báze RNA, která je ekvivalentní thyminu (T) v DNA. Je to jedna ze čtyř základen RNA. Nahrazuje thymin v DNA během transkripce DNA a odpovídá adeninu. Thymin (T) se získá methylací uracilu.

Uracil, jako jedinečná základna RNA, ukázala široké aplikace v oborech, jako jsou vědy o životě, farmaceutický výzkum a vývoj a zemědělská technologie. Jeho základní hodnota pramení z jeho jedinečné chemické struktury - amino ( - NH ₂) a karbonylu (c=o) skupin na pyrimidinovém prstenci ji obdarují schopností účastnit se párování bází, enzymové katalyzované reakce a molekulární modifikace.

Základní výzkum v vědách života: „Základní složka“ přenosu genetických informací

 

1. Syntéza RNA a funkční výzkum
Je to jeden ze čtyř hlavních bází RNA, který páruje s adeninem (a) prostřednictvím vodíkové vazby během transkripce za vzniku jednorázové struktury RNA. Například při syntéze mRNA distribuční hustota uracilu přímo ovlivňuje jeho stabilitu a účinnost translace. Výzkum zjistil, že mRNA s vysokou hladinou uracilu je snadno degradována intracelulárními nukleázami, zatímco mírné modifikace (jako je pseoudouracylace) mohou výrazně zvýšit jeho stabilitu. Tento mechanismus byl aplikován na optimalizační návrh vakcín mRNA.

2. výzkum mechanismu opravy DNA
UracilNemělo by existovat v DNA, ale když cytosin (C) spontánně deaminuje nebo je ovlivněn faktory prostředí, jako je ultrafialové záření, může být abnormálně přeměněn na uracil, což vede k mutacím páru CG a nespráv UA.

 

Buňky rozpoznávají a štěpí uracil přes uracil DNA glykosidázu (UNG), které iniciují cestou základní opravné excize (BER). Tento proces je zásadní pro udržení genomické stability a detekce aktivity souvisejících enzymů se stala biomarkerem pro včasnou diagnózu rakoviny.
3. zkoumání epigenetické regulace
Jeho modifikace methylace (jako je 5-methyluracil) může regulovat expresi genu. U rostlin se methylace uracilu účastní reakcí odolnosti proti chorobám ovlivněním dráhy interference RNA (RNAi); U zvířat může modifikace uracilu v tRNA (jako je 5-methoxycarbonylmethyl uracil) změnit jeho vazebnou účinnost ribozomů, čímž se reguluje rychlost syntézy proteinu.

Lékařský výzkum a vývoj: Duální zbraně protinádorových a antivirových účinků

 

1. Základní složky chemoterapie
5-fluorouracil (5-FU): Jako fluorovaný derivát uracilu, 5-FU konkrétně zabíjí rychle proliferující nádorové buňky inhibicí thymidin syntázy (TS) a blokováním produkce deoxythymidinu (DTMP) pro syntézu DNA. Klinické údaje ukazují, že režim FOLFOX 5-FU v kombinaci s oxaliplatinem a folinátem vápníku může zvýšit míru přežití pacientů s karcinomem kolorektálního karcinomu na více než 50%.
Capecitabine: Oral Prodreag, který je přeměněn na 5-FU in vivo pro adjuvantní léčbu rakoviny prsu a kolorektálního karcinomu. Jeho výhoda spočívá v snižování komplikací intravenózní injekce a zlepšení dodržování pacienta.

2. vývoj antivirových léků
Léčba hepatitidy B: Analogy uracilu (jako je entecavir) inhibují replikaci viru konkurenční vazbou na DNA polymerázu viru hepatitidy B (HBV).

 

Klinické studie ukázaly, že po 48 týdnech léčby entekavirem může rychlost sérokonverze HBV DNA dosáhnout více než 90%.

Inhibice viru RNA: Deriváty uracilu mohou interferovat s replikační enzymatickou aktivitou virové RNA. Například výzkum COVID-19 (SARS-CoV-2) zjistil, že některé analogy uracilu se mohou vázat na virovou RNA RNA polymerázu (RDRP) k blokování replikace virového genomu.
3. imunitní modulátory
Uracil a jeho deriváty mohou regulovat funkci T buněk. Například uracil s nízkou dávkou může podpořit diferenciaci regulačních T buněk (TREG), inhibovat nadměrné imunitní odpovědi a být použit pro léčbu autoimunitních onemocnění, jako je revmatoidní artritida; Uracil s vysokou dávkou zvyšuje imunitní odpověď proti nádoru aktivací efektorových T buněk (TEFF).

Zemědělská technologie: Molekulární nástroje pro zlepšení plodin a zlepšení odolnosti proti stresu

 

1. Adjuvans editace genů
V systému editace genů CRISPR-Cas9 může uracil modifikovaná SgRNA zlepšit jeho stabilitu a účinnost cílení. Výzkum ukázal, že úspěšnost úpravy SGRNA modifikovaných uracil glykosylací v rostlinných buňkách je o 30% vyšší než nemodifikovaná verze. Tato technologie byla použita na přesné úpravy genů odolnosti proti onemocnění rýže (jako je XA21).
2. regulátory růstu rostlin
Nukleosid uracil (uridin), jako prekurzor cytokininu, může podpořit dělení rostlinných buněk a diferenciaci. Například exogenní aplikace uridinu může významně zvýšit rychlost ovoce rajčatového ovoce a zvýšit hmotnost jednotlivých plodů.

 

Kromě toho je uracil také zapojen do reakce rostlin na protivenství, jako je sucho a slanost. Za podmínek s nedostatkem boru je bráněna syntéza uracil difosfátové glukózy (UDPG) v rostlinách, což vede ke zhoršenému transportu sacharózy. Doplnění boru však může tento proces obnovit a zvýšit odolnost proti stresu plodin.

3. herbicidy a defolianty
Uracil prášekDeriváty (jako je bromobenzonitril) narušují fotosyntézu rostlin a dosahují kontroly plevelů inhibicí syntézy proteinu D1 ve fotosystému II (PSII). Tento typ herbicidu má kontrolní účinek více než 95% na široké listy, jako jsou amarantu a quinoa, a je vysoce bezpečný pro obiloviny, jako je pšenice a kukuřice. Při pěstování bavlny mohou defolianti uracilu podporovat uvolňování listů, usnadnit mechanické sklizeň a zlepšit účinnost sklizně o 20% -30%.

Průmyslová syntéza: „Multifunkční meziprodukt“ organické chemie a materiálových věd

 

1. Meziprodukty léčiva
Je to klíčová surovina pro syntetizaci více léků. Například:
Fluorouracil: Připravená kondenzační reakcí uracilu a fluoroacetátu je v klinické praxi běžně používaným léčivem proti metabolické chemoterapii.
Cytarabin: Syntetizovaný z uracilu prostřednictvím více reakcí, používaných k léčbě akutní myeloidní leukémie.
2. Syntéza analogů nukleových kyselin
Modifikované deriváty uracilu, jako je pseudouracil a 5-methyluracil, jsou základem pro syntetizaci umělých nukleových kyselin, jako je PNA a LNA.

 

Tyto analogy mají vyšší vazebnou afinitu a stabilitu a jsou široce používány ve vývoji sond nukleových kyselin, genových čipů a antisense oligonukleotidových léčiv.

3. aditivy polymerního materiálu
Uracilské skupiny mohou být zavedeny do polymerních řetězců pro zlepšení vlastností materiálu. Například polyuretanové materiály obsahující uracil mají vynikající biokompatibilitu a lze je použít jako povrchové povlaky pro implantáty, jako jsou lékařské katétry a umělé klouby, což snižuje riziko pooperační infekce.

Monitorování životního prostředí a bezpečnost potravin: „Detekční sondy“ pro biomarkery

 

1. Detekce znečištění vody
Může sloužit jako biomarker pro mikrobiální metabolickou aktivitu, která se používá k vyhodnocení aktivity mikrobiálních komunit ve vodních útvarech. Detekcí koncentrace uracilu v odpadních vodách může být degradační účinnost organických znečišťujících látek nepřímo. Například při čištění průmyslové odpadní vody procesem aktivovaného kalu je rychlost degradace uracilu významně pozitivně korelována s rychlostí odstraňování COD (r =0.85).
2. Hodnocení autentičnosti potravin
Obsah uracilu a jeho metabolitů (jako je uridin) lze použít k identifikaci typů potravin nebo falšování.

 

Například obsah uridinu v medu úzce souvisí se zdrojem rostlin. Detekcí poměru uridinu/glukózy lze přirozený med odlišit od uměle smíšených produktů s přesností přesnost více než 90%.

3. analýza forenzní toxikologie
Metabolity derivátů uracilu (jako je 5-fluorouracil) v těle (jako je alfa fluorid - - alanin) mají dlouhý poločas a lze je použít jako biomarkery pro zneužívání drog nebo otravu. Stopové metabolity mohou být detekovány v moči pomocí technologie kapalné chromatografické hmoty (LC-MS), což poskytuje vědecký základ pro forenzní identifikaci.

V existující technologii se syntézní cestyuracil prášekjsou následující:

Nejprve přidejte 70 ml plumající se kyseliny sírové do 200 ml čisté reakční láhve, zapněte stroj na led, aby se snížil na 0 stupňů, přidejte 25 g močoviny při míchání a kontrolujte teplotu procesu pod 10 stupňů. Přidejte 50 g kyseliny malové, zvýšejte teplotu o 90 stupňů, promíchejte po dobu 3H a upravte pH roztoku hydroxidu sodného na 6. Po sací filtraci bylo získáno 70 g světle červeného surového produktu. Surový produkt je rekrystalizován s 350 ml vody, aby se získal 50 g bílého uracilu.

Nedostatky: Tento proces může produkovat 30 tun kyseliny sírové a 50 tun odpadní vody na tunu uracilského produktu. Je to také tradiční výrobní proces s velkým environmentálním tlakem.

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%. Trasa močoviny používá močovinu místo thiomočoviny a jiné experimentální podmínky zůstávají nezměněny a dochází k výše uvedené reakci. Reakční směs je tmavě červenohnědá čistá kapalina. Ochladeno na 20 stupňů, upravte pH s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou a získejte světle žlutý čirý roztok, vygeneruje se pouze malé množství šupinaté bílé sraženiny.

Nedostatky trasy 2: Ačkoli tento proces překonává výrobu velkého množství odpadu kyseliny sírové v tradičním procesu, množství odpadní vody se zvyšuje na 40 tun odpadní vody na tunu produktu.

Uracil je specifická báze RNA, která je ekvivalentní thyminu (T) v DNA. V procesu transkripce DNA je DNA dekomprimována helikázou v jádru a poté spárována s páry volných bází za vzniku jednovláknové RNA, která se stává Messenger RNA (mRNA). V tomto procesu jsou základní principy párování: AU, CG, TA, GC. Jedna z pyrimidinových bází, která je součástí RNA spolu s cytosinem. Je také obsažena v uridin difosfátové glukóze a dalších důležitých prekurzorech polysacharidů. Ukazuje specifickou ultrafialovou absorpci (maximum 259 nanometrů). Hlavním rozdílem mezi RNA a DNA je rozdíl ve složení cukru. RNA obsahuje uracil a DNA obsahuje thymin.

Vědci NASA nedávno syntetizovaliuracil prášek, klíčová součást životního genetického materiálu, nebiologickým způsobem v simulovaném vesmírném prostředí. V posledních letech vědci ve výzkumném středisku NASA Ames simulují mezihvězdné vesmírné prostředí. Umístili vzorek ledu obsahujícího uracil do simulovaného kosmického prostředí laboratoře, vystaveni ultrafialovému záření a nakonec získali specifickou bázi kyseliny ribonukleové (RNA) - uracil. Uracil je důležitou součástí RNA a zdrojem života na Zemi.

Dříve vědci našli pyrimidin u meteoritů a tento experiment prokázal, že pyrimidin dokáže absorbovat kosmický záření a přeměnit se na uracil v kosmickém prostředí. Vědci se domnívají, že na začátku formace Země mohl být ve vesmíru vytvořen „základní kámen“ života a padli na Zemi a vytvářeli podmínky pro původ života. V obrovském prostoru může na každé planetě existovat podobná situace.

Populární Tagy: Uracil Powder CAS 66-22-8, dodavatelé, výrobci, továrna, velkoobchod, nákup, cena, hromadná, na prodej