5-Vinyl-uridine (5-乙烯基尿苷) 是一種重要的嘧啶核苷衍生物,在核酸化學(xué)、RNA 修飾、生物探針開發(fā)以及化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域具有越來越重要的應(yīng)用價(jià)值。它的結(jié)構(gòu)與天然核苷尿苷(uridine, Urd)類似,但在嘧啶堿基的 5 位引入了乙烯基(-CH=CH?)官能團(tuán)。
分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)特征
5-Vinyl-uridine 的核心仍是核苷結(jié)構(gòu),由嘧啶堿基(尿嘧啶)和核糖(D-ribose)組成。其最大特征是堿基的 C5 位連有乙烯基基團(tuán)。該基團(tuán)不僅改變了分子的電子結(jié)構(gòu),還為其提供了額外的化學(xué)反應(yīng)活性。
乙烯基基團(tuán)是一個(gè)典型的碳碳雙鍵官能團(tuán),能夠在溫和條件下參與多種加成反應(yīng),包括:
自由基加成
光引發(fā)反應(yīng)
Click Chemistry(如硫醇-烯反應(yīng))
英文名 5-vinyl-uridine
CAS號 55520-64-4
分子量 270.23900
分子式 C11H14N2O6
熔點(diǎn) N/A
合成方法
5-Vinyl-uridine 通常的合成路線為:
以 5-碘尿苷或 5-溴尿苷為起始原料
通過 Heck 偶聯(lián)反應(yīng)或其他碳碳偶聯(lián)反應(yīng),與乙烯基來源(如乙烯、乙烯基硼酸酯等)進(jìn)行反應(yīng)
經(jīng)提純和結(jié)晶,得到高純度的 5-Vinyl-uridine
應(yīng)用領(lǐng)域
1. RNA 化學(xué)修飾
5-Vinyl-uridine 是 RNA 化學(xué)修飾的重要單體。它可以在體外合成過程中被摻入 RNA 鏈中,用于:
制備帶有功能性位點(diǎn)的 RNA 探針
研究 RNA 的結(jié)構(gòu)、折疊和相互作用
開發(fā)用于檢測、追蹤和調(diào)控 RNA 的新型工具
乙烯基基團(tuán)可用于與熒光染料、親和標(biāo)記或其他功能分子的偶聯(lián),賦予 RNA 分子新的物理化學(xué)性質(zhì)。
2. 生物正交化學(xué) (Bioorthogonal Chemistry)
乙烯基基團(tuán)作為生物正交化學(xué)的活性基團(tuán)之一,可以與多種試劑反應(yīng)而不干擾細(xì)胞內(nèi)正常的生化過程。這在活細(xì)胞環(huán)境中尤其重要,可用于:
在細(xì)胞或體內(nèi)體系中對 RNA 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)標(biāo)記
研究 RNA 在細(xì)胞中的動(dòng)態(tài)行為
開發(fā)生物傳感器或成像探針
例如,乙烯基基團(tuán)能夠通過光化學(xué)交聯(lián)或者硫醇-烯點(diǎn)擊化學(xué)進(jìn)行快速、高效的偶聯(lián)反應(yīng)。
3. 熒光標(biāo)記與成像
通過乙烯基基團(tuán)與熒光團(tuán)的偶聯(lián),5-Vinyl-uridine 可用于:
RNA 熒光標(biāo)記
高分辨率細(xì)胞成像
單分子跟蹤實(shí)驗(yàn)
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