5-fluoroorotidine 5′-monophosphate | 70629-37-7

• 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: 5-fluoroorotidine 5′-monophosphate
• 英文别名: 5-fluoro OMP；5-fluoroorotidine 5'-monophosphate；5-FOMP；5-Fluoroorotidine-5'-monophosphate；3-[(2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroxy-5-(phosphonooxymethyl)oxolan-2-yl]-5-fluoro-2,6-dioxopyrimidine-4-carboxylic acid
• CAS: 70629-37-7
• 化学式: C₁₀H₁₂FN₂O₁₁P
• 分子量: 386.184
• InChiKey: XQTQLWCEIQZAIX-BDVCGLKZSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -3.9
• 重原子数：
  25
• 可旋转键数：
  5
• 环数：
  2.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.5
• 拓扑面积：
  203
• 氢给体数：
  6
• 氢受体数：
  12

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  5-fluoroorotidine 5′-monophosphate 在 orotidine 5'-monophosphate decarboxylase from Methanothermobacter thermoautotrophicus 作用下， 生成 5-氟尿苷5'-磷酸酯
  参考文献：
  名称：

  乳清酸 5'-单磷酸脱羧酶催化反应的机制：乳清酸结合位点残基的重要性

  摘要：

  由 orotidine 5'-单磷酸脱羧酶 (OMPDC) 催化的反应伴随着特殊的速率增强值 ( k cat / k non = 7.1 × 10 16 ) 和催化效率 [( k cat / K M )/ k non = 4.8 × 10 22 M –1 ]。尽管稳定的乙烯基负碳离子/卡宾中间体位于反应坐标上，但实现活化能垒降低的结构策略仍未完全了解。该实验室最近报告说，来自 OMPDC 中的 Asp 70 使“底物不稳定”Methanothermobacter thermoautotrophicus (MtOMPDC) 将活化能势垒降低~5 kcal/mol（对速率提高贡献~2.7 × 10 3）[Chan, KK, Wood, BM, Fedorov, AA, Fedorov, EV, Imker, HJ, Amyes , TL, Richard, JP, Almo, SC 和 Gerlt

  DOI：

  10.1021/bi2012355
• 作为产物：
  描述：

  5-氟乳清酸 、 adenosine 5'-triphosphate disodium salt 在 adenylate kinase 、 pyrophosphatase 、 pyruvate kinase 、 phosphoribosylpyrophosphate synthetase 、 Salmonella typhimurium orotate phosphoribosyl transferase 、 monosodium phosphoenolpyruvate 、 magnesium chloride 、 1,4-二巯基-2,3-丁二醇 作用下， 以 aq. phosphate buffer 、 甲醇 为溶剂， 反应 1.0h， 以40%的产率得到5-fluoroorotidine 5′-monophosphate
  参考文献：
  名称：

  胍阳离子-磷酸二氢阴离子对在稳定奥罗替丁 5'-磷酸脱羧酶催化反应的乙烯基碳负离子中间体中的作用

  摘要：

  Arg235 的侧链阳离子为来自酿酒酵母的乳清酸 5'-单磷酸 ( OMP ) 脱羧酶 (OMPDC)的过渡态提供了 5.6 和 2.6 kcal/mol 的稳定性，OMP和 5-氟乳清酸 5'-单磷酸 ( FOMP )催化反应分别为 7.2 kcal/mol 的类乙烯基碳负离子过渡态稳定，用于酶催化交换 5-氟尿苷 5'-单磷酸 ( FUMP )的 C-6 质子，但没有稳定酶的过渡态-截短底物 1-(β- d-赤呋喃糖基)乳清酸和 1-(β- d ) 的催化脱羧-erythrofuranosyl) 5-氟尿嘧啶。这些观察结果表明，过渡态稳定是由蛋白质阳离子-磷酸二价阴离子对的形成引起的，并且侧链和底物嘧啶环之间的相互作用没有可检测到的稳定。5.6 kcal/mol 侧链与脱羧反应过渡态的相互作用是通过与OMP的磷酸二价阴离子相互作用实现的 11.2 kcal/mol 过渡态总稳定性的 50%

  DOI：

  10.1021/bi401117y

文献信息

• Mechanism of the Orotidine 5′-Monophosphate Decarboxylase-Catalyzed Reaction: Importance of Residues in the Orotate Binding Site
  作者：Vanessa Iiams、Bijoy J. Desai、Alexander A. Fedorov、Elena V. Fedorov、Steven C. Almo、John A. Gerlt

  DOI：10.1021/bi2012355

  日期：2011.10.4

  The reaction catalyzed by orotidine 5′-monophosphate decarboxylase (OMPDC) is accompanied by exceptional values for rate enhancement (kcat/knon = 7.1 × 1016) and catalytic proficiency [(kcat/KM)/knon = 4.8 × 1022 M–1]. Although a stabilized vinyl carbanion/carbene intermediate is located on the reaction coordinate, the structural strategies by which the reduction in the activation energy barrier is

  由 orotidine 5'-单磷酸脱羧酶 (OMPDC) 催化的反应伴随着特殊的速率增强值 ( k cat / k non = 7.1 × 10 16 ) 和催化效率 [( k cat / K M )/ k non = 4.8 × 10 22 M –1 ]。尽管稳定的乙烯基负碳离子/卡宾中间体位于反应坐标上，但实现活化能垒降低的结构策略仍未完全了解。该实验室最近报告说，来自 OMPDC 中的 Asp 70 使“底物不稳定”Methanothermobacter thermoautotrophicus (MtOMPDC) 将活化能势垒降低~5 kcal/mol（对速率提高贡献~2.7 × 10 3）[Chan, KK, Wood, BM, Fedorov, AA, Fedorov, EV, Imker, HJ, Amyes , TL, Richard, JP, Almo, SC 和 Gerlt
• Product Deuterium Isotope Effects for Orotidine 5′-Monophosphate Decarboxylase: Effect of Changing Substrate and Enzyme Structure on the Partitioning of the Vinyl Carbanion Reaction Intermediate
  作者：Krisztina Toth、Tina L. Amyes、Bryant M. Wood、Kui Chan、John A. Gerlt、John P. Richard

  DOI：10.1021/ja102408k

  日期：2010.5.26

  A product deuterium isotope effect (PIE) of 1.0 was determined as the ratio of the yields of [6-(1)H]-uridine 5'-monophosphate (50%) and [6-(2)H]-uridine 5'-monophosphate (50%) from the decarboxylation of orotidine 5'-monophosphate (OMP) in 50/50 (v/v) HOH/DOD catalyzed by orotidine 5'-monophosphate decarboxylase (OMPDC) from Saccharomyces cerevisiae, Methanothermobacter thermautotrophicus, and Escherichia

  1.0 的产物氘同位素效应 (PIE) 被确定为 [6-(1)H]-尿苷 5'-单磷酸酯 (50%) 和 [6-(2)H]-尿苷 5' 的产率之比-单磷酸盐 (50%) 来自乳清菌素 5'-单磷酸酯 (OMP) 在 50/50 (v/v) HOH/DOD 中由来自酿酒酵母、甲烷嗜热杆菌和嗜热自养菌的乳清酸 5'-单磷酸酯脱羧酶 (OMPDC) 催化大肠杆菌。这种单一的 PIE 消除了酶催化脱羧的建议机制，其中从 Lys-93 到 OMP 的 C-6 的质子转移提供亲电推动，以减少 CO(2) 在协同反应中的损失。我们提出溶剂 H 和 D 的反应完全缺乏选择性，这由 PIE = 1.0 的值暗示，由 Lys-93 侧链的 -CH(2)-NL(3)(+) 基团的受限 CN 键旋转强制执行。0.93 的较小 PIE 被确定为 50/50 (v/v) HOH/DOD 中 OMPDC 催化的 5-氟代乳清酸
• USH1892H
  申请人：——

  公开号：USH1892H

  公开（公告）日：2000-10-03
• Role of a Guanidinium Cation–Phosphodianion Pair in Stabilizing the Vinyl Carbanion Intermediate of Orotidine 5′-Phosphate Decarboxylase-Catalyzed Reactions
  作者：Bogdana Goryanova、Lawrence M. Goldman、Tina L. Amyes、John A. Gerlt、John P. Richard

  DOI：10.1021/bi401117y

  日期：2013.10.22

  with the transition state for the decarboxylation reaction is 50% of the total 11.2 kcal/mol transition state stabilization by interactions with the phosphodianion of OMP, whereas the 7.2 kcal/mol side chain interaction with the transition state for the deuterium exchange reaction is a larger 78% of the total 9.2 kcal/mol transition state stabilization by interactions with the phosphodianion of FUMP

  Arg235 的侧链阳离子为来自酿酒酵母的乳清酸 5'-单磷酸 ( OMP ) 脱羧酶 (OMPDC)的过渡态提供了 5.6 和 2.6 kcal/mol 的稳定性，OMP和 5-氟乳清酸 5'-单磷酸 ( FOMP )催化反应分别为 7.2 kcal/mol 的类乙烯基碳负离子过渡态稳定，用于酶催化交换 5-氟尿苷 5'-单磷酸 ( FUMP )的 C-6 质子，但没有稳定酶的过渡态-截短底物 1-(β- d-赤呋喃糖基)乳清酸和 1-(β- d ) 的催化脱羧-erythrofuranosyl) 5-氟尿嘧啶。这些观察结果表明，过渡态稳定是由蛋白质阳离子-磷酸二价阴离子对的形成引起的，并且侧链和底物嘧啶环之间的相互作用没有可检测到的稳定。5.6 kcal/mol 侧链与脱羧反应过渡态的相互作用是通过与OMP的磷酸二价阴离子相互作用实现的 11.2 kcal/mol 过渡态总稳定性的 50%
• Investigating the role of a backbone to substrate hydrogen bond in OMP decarboxylase using a site-specific amide to ester substitution
  作者：Bijoy J. Desai、Yuki Goto、Alessandro Cembran、Alexander A. Fedorov、Steven C. Almo、Jiali Gao、Hiroaki Suga、John A. Gerlt

  DOI：10.1073/pnas.1411772111

  日期：2014.10.21

  Orotidine 5′-monophosphate decarboxylase has attracted intense enzymological interest, because it achieves a very large rate enhancement (∼10 ¹⁷ ) without the use of cofactors. Previous studies provided evidence that substrate destabilization and vinyl anion intermediate stabilization contribute to the rate enhancement. Using in vitro translation, we generated a backbone amide to ester substitution to evaluate the importance of the hydrogen bond between a backbone amide and the substrate in intermediate stabilization. The hydrogen bond contributes modestly (≤10 ² ), suggesting that the intermediate is primarily stabilized by electrostatic interactions with the active site. This study establishes a versatile method for generation of backbone amide to ester substitutions in sufficient quantities to investigate the importance of backbone amide hydrogen bonding interactions in enzyme-catalyzed reactions.

  Orotidine 5'-单磷酸脱羧酶因其实现了非常大的速率增强（约10^17）而引起了强烈的酶学兴趣，而不使用辅因子。以前的研究提供了证据，表明底物不稳定和乙烯基阴离子中间体稳定有助于速率增强。使用体外翻译，我们生成了一个骨架酰胺到酯的替换，以评估骨架酰胺和底物之间氢键在中间体稳定中的重要性。氢键对稳定中间体的贡献较小（≤10^2），这表明中间体主要通过与活性位点的静电相互作用来稳定。这项研究建立了一种多功能的方法，用于生成足够数量的骨架酰胺到酯的替换，以研究酶催化反应中骨架酰胺氢键相互作用的重要性。