5'-Тимидиловая кислота (365-07-1) Физические и химические свойства
5'-Тимидиловая кислота
Нуклеотид монофосфата дезокситимидина, используемый в качестве реагента и аналитического стандарта в молекулярной биологии, энзимологии и синтезе нуклеотидов.
| CAS Number | 365-07-1 |
| Семейство | Пиримидиновые нуклеотиды / нуклеозид-монофосфаты |
| Типичная форма | Порошок или кристаллическое твердое вещество |
| Распространённые фармакопейные стандарты | EP |
5'-Тимидиловая кислота — это пиримидиновый нуклеотид (тиминовый нуклеозид-5'-монофосфат), относящийся к классу производных нуклеиновых кислот. По структуре он состоит из 5-метилпиримидинового основания (тимин), связанного через азот с 2’-дезоксирибофуранозой и моноэтерифицированной фосфатной группой в положении 5'. Молекула содержит несколько доноров и акцепторов водородных связей и три определённых стереоцентра на сахарном кольце, образуя компактный, высокополярный органический фосфат, характерный для дезоксинуклеотидов-монофосфатов.
С электронной точки зрения соединение представляет конъюгированное гетероциклическое основание с карбонильными группами и электронно-акцепторной фосфатной функцией. Фосфатная группа придаёт выраженную кислотность в позиции 5' (существует в протонированных состояниях, зависящих от pH) и определяет ионный и сольватационный характер молекулы в водной среде; 2’-дезоксирибоза формирует стереохимическую основу, отвечающую за биологическое распознавание. Наличие заряженного фосфата, множества гидроксильных групп и полярных карбонилов обеспечивает низкую липофильность и сильное взаимодействие с водой, а отсутствие 2’-гидроксила (деокси-сахар) снижает чувствительность к определённым гидролитическим путям по сравнению с рибонуклеотидами.
В биологии и промышленности 5'-тимидиловая кислота является основным внутриклеточным метаболитом и распространённым реагентом/стандартом в биохимических, энзимологических и аналитических методиках, включающих нуклеотиды и нуклеиновые кислоты. Часто выступает в роли субстрата или продукта в метаболизме нуклеотидов и в анализах активности полимераз, киназ и фосфатаз. Типичные коммерческие стандарты для данного вещества — EP.
Основные физические свойства
Плотность
Экспериментально установленные данные по данному свойству отсутствуют в текущем контексте.
Температура плавления
Экспериментально установленные данные по данному свойству отсутствуют в текущем контексте.
Температура кипения
Экспериментально установленные данные по данному свойству отсутствуют в текущем контексте.
Давление пара
Экспериментально установленные данные по данному свойству отсутствуют в текущем контексте.
Температура вспышки
Экспериментально установленные данные по данному свойству отсутствуют в текущем контексте.
Химические свойства
Растворимость и фазовое поведение
5'-Тимидиловая кислота — твёрдое вещество, высоко растворимое в воде благодаря заряженной фосфатной группе и множеству полярных функций (гидроксилы и карбонилы). Соединение легко растворяется в водных буферах при нейтральном pH (спектроскопические и масс-спектрометрические данные обычно получают в воде или D2O при физиологическом pH), практически нерастворимо в неполярных органических растворителях. В растворе молекула существует в протонированных состояниях фосфата, зависящих от pH; при нейтральном и щелочном pH фосфат в основном ионизирован, что увеличивает гидрофильность и взаимодействие с катионами.
Реактивность и стабильность
Как моноэтерифицированный фосфат дезоксинуклеозида, основные химические уязвимости — гидролиз фосфатного эфира в сильно кислой или щелочной среде и ферментативное расщепление фосфатазами и нуклеазами в биологических условиях. Гликозидная связь дезоксирибозы с основанием и тиминовое кольцо обычно стабильны при мягких лабораторных условиях, но могут подвергаться ферментативным или химическим преобразованиям (например, фосфолизу, дезаминированию в жёстких окислительных условиях). Соединение мало летучее; термическое разложение и гидролитическое расщепление становятся значимыми при длительном воздействии экстремальных значений pH, температуры или ферментативной активности. Для сохранения целостности проб рекомендуется стандартная предосторожность — избегать загрязнения нуклеазами и фосфатазами (использование реактивов и посуды без нуклеаз).
Термодинамические данные
Стандартные энтальпии и теплоёмкость
Экспериментально установленные данные по данному свойству отсутствуют в текущем контексте.
Молекулярные параметры
Молекулярная масса и формула
- Молекулярная формула: C10H15N2O8P
- Молекулярная масса: 322.21 \(\mathrm{г}\,\mathrm{моль}^{-1}\)
- Точная масса / моноизотопная масса: 322.05660244 (Да)
- Количество тяжёлых атомов: 21
ЛогP и полярность
- XLogP3 (вычислено): -2.8 (низкая липофильность)
- Топологическая полярная поверхность (TPSA): 146 \(\text{Å}^2\)
- Доноры водородных связей: 4
- Акцепторы водородных связей: 8
- Количество вращающихся связей: 4
- Молекулярная сложность (вычислено): 529
Данные дескрипторы соответствуют малой, высокополярной молекуле, образующей водородные связи, с выраженным распределением в водных фазах и ограниченной проницаемостью через мембраны в ионизированных формах.
Структурные особенности
5'-Тимидиловая кислота состоит из трёх основных фрагментов: пиримидинового основания тимина (5-метилурацил), сахара 2′-дезоксирибофуранозы с тремя стереоцентрами (число определённых стереоцентров = 3) и 5′-связанной дигидрогенфосфатной группы (моноэфир фосфорной кислоты). Фосфат придаёт основной отрицательный заряд в депротонированной форме и является главным участком распознавания ферментами и химических модификаций.
Структурные идентификаторы (текст): - SMILES: CC1=CN(C(=O)NC1=O)[C@H]2CC@@HO - InChI: InChI=1S/C10H15N2O8P/c1-5-3-12(10(15)11-9(5)14)8-2-6(13)7(20-8)4-19-21(16,17)18/h3,6-8,13H,2,4H2,1H3,(H,11,14,15)(H2,16,17,18)/t6-,7+,8+/m0/s1 - InChIKey: GYOZYWVXFNDGLU-XLPZGREQSA-N
Экспериментально измеренная коллизионная кросс-секционная площадь (CCS) (указанные значения):
- 163.84 \(\text{Å}^2\) [M+H]+ [тип CCS: DT; метод: ступенчатое поле]
- 166.26 \(\text{Å}^2\) [M-H]- [тип CCS: DT; метод: ступенчатое поле]
- 169.74 \(\text{Å}^2\) [M+Na]+ [тип CCS: DT; метод: ступенчатое поле]
- 173.1 \(\text{Å}^2\) [M+Na]+ [тип CCS: DT; метод: одиночное поле, калибровка Agilent tune mix (Agilent)]
- 170 \(\text{Å}^2\) [M+Na]+ [тип CCS: TW; метод: калибровка полиаланиным]
- Дополнительные варианты CCS: 176.2, 173.5, 163.1, 162.8, 167.7, 163.8 \(\text{Å}^2\) с указанными типами аддуктов/ионов.
Химический класс: нуклеиновые кислоты и производные; пиримидиновые нуклеозиды.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- CAS номер: 365-07-1
- UNII: 43W3021X6C
- ChEBI: CHEBI:17013
- ChEMBL: CHEMBL394429
- DrugBank: DB01643
- HMDB: HMDB0001227
- KEGG: C00364
- InChIKey: GYOZYWVXFNDGLU-XLPZGREQSA-N
Синонимы и структурные названия
Избранные синонимы и названия вещества включают:
- Тимидин-монофосфат; DTMP; Тимидиловая кислота; TMP
- Тимидилат; 5'-TMP; Дезокситимидин-5'-монофосфат; Дезокситимидиловая кислота; Тимидин-5'-фосфат
- IUPAC: [(2R,3S,5R)-3-гидрокси-5-(5-метил-2,4-диоксопиримидин-1-ил)оксолан-2-ил]метил дигидрофосфат
Промышленные и коммерческие применения
Представительные области использования и отрасли
5'-Тимидиловая кислота в основном представляет интерес для биохимических, молекулярно-биологических и аналитических лабораторий. Примеры применения включают:
- Реагент и субстрат в энзимологии (полимеразы, киназы, фосфатазы) и исследованиях метаболизма нуклеотидов.
- Аналитический стандарт для масс-спектрометрии и хроматографических анализов нуклеотидов и метаболитов нуклеотидов.
- Эталонный материал в протоколах метаболомики и биохимического профилирования.
Эти применения отражают роль соединения как ключевого метаболита и стандартизированного биохимического строительного блока.
Роль в синтезе и препаративных составах
В синтетических и препаративных задачах 5'-тимидиловая кислота выступает как мономер нуклеотида или промежуточное соединение для ферментативного включения и построения олигонуклеотидов в научных исследованиях. Она также используется как калибровочное или контрольное вещество в анализах, измеряющих пул нуклеотидов или активность ферментов. Специфические рецептуры или спецификации для препаратов с патентной чистотой здесь не указаны.
Обзор безопасности и обращения
Острая и производственная токсичность
Экспериментально установленные значения острой токсичности (например, LD50) в доступных данных отсутствуют. Сообщается, что вещество вызывает раздражение при контакте, что соответствует эффектам многих низкомолекулярных полярных органических соединений и неорганических фосфатов. Следует применять стандартные меры предосторожности на производстве: избегать вдыхания пыли, контакта с кожей и глазами; использовать подходящие средства индивидуальной защиты (перчатки, защиту глаз, лабораторный халат) и инженерные меры контроля (местная вытяжка, ограничение пыления) при работе с порошками.
Условия хранения и обращения
В твердом состоянии 5'-тимидиловую кислоту следует хранить в плотно закрытой емкости в сухой среде для минимизации гидролиза и загрязнения нуклеазами или влагой. При необходимости длительного хранения рекомендуется охлаждение материала с защитой от повторных циклов замораживания–оттаивания и воздействия сильных кислот, оснований или окислителей. При приготовлении водных растворов для биохимических применений использовать расходные материалы, свободные от нуклеаз. Для детальной информации о рисках, транспортировке и нормативных требованиях пользователям следует обращаться к конкретному Паспорт безопасности вещества (SDS) и действующему местному законодательству.
