β-D-N⁴-hydroxycytidine-5'-triphosphate | 34973-27-8

• 分子结构分类: 有机化合物 - 核苷、核苷酸和类似物 - 嘧啶核苷酸
• 英文名称: β-D-N⁴-hydroxycytidine-5'-triphosphate
• 英文别名: 5'-triphosphate N⁴-hydroxycytidine；N⁴-hydroxy-CTP；2'-C-methyl-C-4-N-OH-CTP；N⁴-hydroxy-5'-tetrahydroxytriphosphoryl-cytidine；N4-Hydroxycytidine 5'-triphosphate；[[(2R,3S,4R,5R)-3,4-dihydroxy-5-[4-(hydroxyamino)-2-oxopyrimidin-1-yl]oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] phosphono hydrogen phosphate
• CAS: 34973-27-8
• 化学式: C₉H₁₆N₃O₁₅P₃
• 分子量: 499.158
• InChiKey: BNIQIYMICUFERK-XVFCMESISA-N

物化性质

• 密度：
  2.52±0.1 g/cm3(Predicted)

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -5.7
• 重原子数：
  30
• 可旋转键数：
  9
• 环数：
  2.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.56
• 拓扑面积：
  274
• 氢给体数：
  8
• 氢受体数：
  15

制备方法与用途

生物活性

NHC-triphosphate 是 NHC (HY-125033) 的活性胞内磷酸盐代谢物，以三磷酸盐的形式存在。它是一种病毒聚合酶的弱底物替代物，并会被并入 HCV 复制子 RNA 中。

体外研究

在一项细胞内代谢试验中，HCV 复制子细胞被处理了 10 μM 的标记为 (^{3})H-NHC，然后经过 1、2 和 8 小时的孵育后测定细胞内的核苷酸水平。NHC 快速转化为单磷酸、二磷酸和三磷酸形式，在 8 小时时，( \textbf{NHC-TP} ) 达到了最高浓度为 71.12 pM。

在 NHC-triphosphate (NHC-TP, 5-40 μM) 缺乏的情况下，会出现完整的全长聚合产物，表明它可以作为一种弱替代底物。此外，在使用 NHC-TP 替代 CTP 进行的细胞外 HCV NS5B 聚合反应中，聚合产物的分子量增加 16（多一个氧原子），并观察到明显的电泳位移现象。

Huh-7 细胞被用 (10-50 μM, 4 小时) NHC 或一种麦圭根磷酰胺前药处理。通过 LC-MS/MS 测量细胞内亲本化合物和磷酸化代谢物的水平，结果显示少量 NHC 单磷酸（MP）和双磷酸（DP）可以被观察到，而 NHC-triphosphate (HY-135867) 仍是最主要的代谢产物。

NHC-triphosphate (NHC-TP) 可能直接靶向病毒聚合酶并作为非必需链终止剂发挥作用。它在抑制早期负链 RNA 合成方面扮演着重要角色，可能是通过链终止或诱发突变来实现，从而可能干扰正确的复制酶复合体形成。

反应信息

• 作为产物：
  描述：

  尿苷-5'-三磷酸 在 乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸 、 Escherichia coli cytidine-5′-triphosphate synthase 、 羟胺乙酸盐 、 5’-三磷酸腺苷 、 Guanosine 5'-triphosphate 、 magnesium chloride 作用下， 以 aq. buffer 为溶剂， 生成 β-D-N⁴-hydroxycytidine-5'-triphosphate
  参考文献：
  名称：

  “捏” CTP合酶的氨气通道揭示了催化的催化和变构依赖性的氨通道控制。

  摘要：

  酶内的分子门通常在同步催化事件中起重要作用。我们探讨了在大肠杆菌中胞苷5'-三磷酸合酶（CTPS）中门的作用。该谷氨酰胺酰胺转移酶使用1-谷氨酰胺或外源NH 3作为底物催化从UTP生物合成CTP。谷氨酰胺在谷氨酰胺酶结构域中水解，而GTP充当正变构效应物，新生的NH3在进入产生CTP的合酶结构域之前，通过〜25Å通道末端的门。使用定点诱变和Ahe，Cys，Asp，Trp或Phe取代门残基Val 60，随后的动力学分析显示，V60取代影响谷氨酰胺酶活性，核苷酸结合，盐依赖性抑制和域间NH3转运。出奇，V60F中存在的空间体积增加，扰乱了与“挤压”通道一致的局部结构，从而揭示了使NH3从谷氨酰胺酶结构域向合酶结构域同步转移的过程。V60F在最大谷氨酰胺酶活性下的偶联效率略有降低，这是通过减慢谷氨酰胺水解反应而得到改善的，这与“瓶颈”效应一致。在存在GTP的情况下，克服了V60F无法使用外源NH

  DOI：

  10.1016/j.bbagen.2018.08.008

文献信息

• Effects of the 5′‐Triphosphate Metabolites of Ribavirin, Sofosbuvir, Vidarabine, and Molnupiravir on CTP Synthase Catalysis and Filament Formation: Implications for Repurposing Antiviral Agents against SARS‐CoV‐2
  作者：Thomas D. Gillis、Stephen L. Bearne

  DOI：10.1002/cmdc.202200399

  日期：2022.12.5

  pandemics such as COVID-19. Viral replication is sensitive to intracellular CTP levels, yet little is known about the effects of antiviral drug metabolites on CTP synthase activity. We show that the 5′-triphosphates of several antiviral drugs can act as substrates, activators, or inhibitors of the enzyme, underscoring the need to explore such effects.

  重新利用抗病毒药物可能会提供治疗方法来对抗 COVID-19 等流行病。病毒复制对细胞内 CTP 水平敏感，但人们对抗病毒药物代谢物对 CTP 合酶活性的影响知之甚少。我们表明，几种抗病毒药物的 5'-三磷酸盐可以作为酶的底物、激活剂或抑制剂，强调了探索此类作用的必要性。
• “Pinching” the ammonia tunnel of CTP synthase unveils coordinated catalytic and allosteric-dependent control of ammonia passage
  作者：Gregory D. McCluskey、Stephen L. Bearne

  DOI：10.1016/j.bbagen.2018.08.008

  日期：2018.12

  Molecular gates within enzymes often play important roles in synchronizing catalytic events. We explored the role of a gate in cytidine-5'-triphosphate synthase (CTPS) from Escherichia coli. This glutamine amidotransferase catalyzes the biosynthesis of CTP from UTP using either l-glutamine or exogenous NH3 as a substrate. Glutamine is hydrolyzed in the glutaminase domain, with GTP acting as a positive

  酶内的分子门通常在同步催化事件中起重要作用。我们探讨了在大肠杆菌中胞苷5'-三磷酸合酶（CTPS）中门的作用。该谷氨酰胺酰胺转移酶使用1-谷氨酰胺或外源NH 3作为底物催化从UTP生物合成CTP。谷氨酰胺在谷氨酰胺酶结构域中水解，而GTP充当正变构效应物，新生的NH3在进入产生CTP的合酶结构域之前，通过〜25Å通道末端的门。使用定点诱变和Ahe，Cys，Asp，Trp或Phe取代门残基Val 60，随后的动力学分析显示，V60取代影响谷氨酰胺酶活性，核苷酸结合，盐依赖性抑制和域间NH3转运。出奇，V60F中存在的空间体积增加，扰乱了与“挤压”通道一致的局部结构，从而揭示了使NH3从谷氨酰胺酶结构域向合酶结构域同步转移的过程。V60F在最大谷氨酰胺酶活性下的偶联效率略有降低，这是通过减慢谷氨酰胺水解反应而得到改善的，这与“瓶颈”效应一致。在存在GTP的情况下，克服了V60F无法使用外源NH