β-L-CTP

• 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-L-CTP
• 英文别名: CTP；L-CTP；[[(2S,3R,4S,5S)-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] phosphono hydrogen phosphate
• 化学式: C₉H₁₆N₃O₁₄P₃
• 分子量: 483.159
• InChiKey: PCDQPRRSZKQHHS-PSQAKQOGSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -5.6
• 重原子数：
  29
• 可旋转键数：
  8
• 环数：
  2.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.56
• 拓扑面积：
  268
• 氢给体数：
  7
• 氢受体数：
  14

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  2-羟基-3-膦酰氧基丙酸 、 β-L-CTP 在 human phosphoglycerate kinase 、 magnesium chloride 、 1,4-二巯基-2,3-丁二醇 作用下， 以 various solvent(s) 为溶剂， 生成 (2-羟基-3-膦酰氧基-丙酰)氧基膦酸
  参考文献：
  名称：

  人磷酸甘油酸激酶对抗病毒核苷类似物的广泛特异性

  摘要：

  抗病毒治疗中使用的核苷类似物需要磷酸化为三磷酸对应物，才能在其细胞靶标上具有活性。最近报道了人磷酸甘油酸激酶（hPGK）参与胞苷L-核苷酸衍生物的磷酸化的最后步骤[Krishnan PGE，Lam W，Dutschman GE，Grill SP，Cheng YC。3-磷酸​​甘油酸激酶（一种糖酵解酶）在新型抗癌和抗病毒药物L-核苷类似物的激活中具有新作用。生物化学杂志2003； 278：36726-32]。在目前的工作中，我们将人PGK特异性的酶学研究扩展到了D-和L-构型的嘌呤和嘧啶核苷酸衍生物。人类PGK对嘌呤核糖，脱氧核糖和双脱氧核糖核苷酸衍生物的催化效率在10（4）-10（5）M（-1）s（-1）范围内，在D或L配置中。相反，它与天然嘧啶D-核苷酸（少于10（3）M（-1）s（-1））的活性差。嘧啶L对映体是有希望的针对B型肝炎的治疗类似物，其底物是其D对映体的2-25倍。人类PG

  DOI：

  10.1016/j.bcp.2004.06.012
• 作为产物：
  描述：

  L-cytidine 在 2-氯-1,3,2-苯并二氧磷杂环己烷-4-酮 、 三正丁胺 、 三丁基焦磷酸铵 作用下， 以 N,N-二甲基甲酰胺 为溶剂， 反应 3.0h， 生成 β-L-CTP
  参考文献：
  名称：

  A cross-chiral RNA polymerase ribozyme

  摘要：

  这里研制了一种交叉手性的RNA聚合酶（一种能够催化与自身手性相反的活化单核苷酸模板聚合的RNA酶），为基于RNA的生命如何起源提供了启示。普遍认为手性均一是生命的要求，生物大分子必须具有一样的立体化学"手性"才能有效相互作用。与 Leslie Orgel 等人一起，Gerald Joyce于1984年提出手性均一对于生命起源可能同样是必不可少，因为在手性均一系统中RNA的模板聚合反应能顺畅进行，而外消旋混合物中反应会受阻。现在Joyce和合作者Jonathan Sczepanski表明手性相反的RNAs可以在一起工作。他们设计出一种能够催化L-RNA在L-RNA模板上聚合的D-RNA酶，反之亦然。这种核酶的催化效率足以通过连接11个寡核苷酸组份来合成其对映体。人们认为这种核酶与底物间的相互作用是通过三级结构接触而非Watson-Crick碱基配对实现的。这一发现会为"RNA世界"中的生命如何起源开启新的思路。30年前就已经表明，非酶催化的模板调控活化单核苷酸聚合反应在手性均一系统中进行顺畅，但会严重抑制于相反手性的存在。这一发现使得RNA为基础的生命如何自发产生成为一个难题，由此带来RNA可能之前存在某种不受手性抑制的其他遗传聚合物，或是基于RNA的生命之前存在化学过程打破手性对称性两种猜想。一旦产生了一种能催化RNA聚合的RNA酶，就有可能分辨两种对映体，从而发生RNA复制和基于RNA的进化。普遍认为最原始的RNA聚合酶及底物手性一致，但不一定是这种情形。复制D手性及L手性的RNA分子可能会同时出现，基于一种手性的RNA结构可以催化相反手性的活化单核苷酸的模板聚合。这里我们用随机序列RNA群体为起始的体外进化研发出这样一种交叉手性的RNA聚合酶。由83个核苷酸组成的D-RNA酶催化L手性单核苷酸或寡核苷酸底物在互补的L手性模板上聚合，反之对L-酶及D-底物和D-模板也成立。因为这种酶的106倍的速率加速只对应于交叉手性底物，从而避开了手性抑制。这种酶活性足以通过模板调控连接11个寡核苷酸产生出其对映体的全长拷贝。

  DOI：

  10.1038/nature13900

文献信息

• Nucleotide promiscuity of 3-phosphoglycerate kinase is in focus: implications for the design of better anti-HIV analogues
  作者：Andrea Varga、Laurent Chaloin、Gyula Sági、Róbert Sendula、Éva Gráczer、Károly Liliom、Péter Závodszky、Corinne Lionne、Mária Vas

  DOI：10.1039/c1mb05051f

  日期：——

  The wide specificity of 3-phosphoglycerate kinase (PGK) towards its nucleotide substrate is a property that allows contribution of this enzyme to the effective phosphorylation (i.e.activation) of nucleotide-based pro-drugs against HIV. Here, the structural basis of the nucleotide-PGK interaction is characterised in comparison to other kinases, namely pyruvate kinase (PK) and creatine kinase (CK), by enzyme kinetic analysis and structural modelling (docking) studies. The results provided evidence for favouring the purinevs.pyrimidine base containing nucleotides for PGK rather than for PK or CK. This is due to the exceptional ability of PGK in forming the hydrophobic contacts of the nucleotide rings that assures the appropriate positioning of the connected phosphate-chain for catalysis. As for the D-/L-configurations of the nucleotides, the L-forms (both purine and pyrimidine) are well accepted by PGK rather than either by PK or CK. Here again the dominance of the hydrophobic interactions of the L-form of pyrimidines with PGK is underlined in comparison with those of PK or CK. Furthermore, for the L-forms, the absence of the ribose OH-groups with PGK is better tolerated for the purine than for the pyrimidine containing compounds. On the other hand, the positioning of the phosphate-chain is an even more important term for PGK in the case of both purines and pyrimidines with an L-configuration, as deduced from the present kinetic studies with various nucleotide-site mutants of PGK. These characteristics of the kinase-nucleotide interactions can provide a guideline for designing new drugs.

  3-磷酸甘油酸激酶（PGK）对其核苷酸底物的广泛特异性是一种特性，使得这种酶能够有效地磷酸化（即激活）基于核苷酸的抗HIV前药。在此，通过酶动力学分析和结构建模（对接）研究，与其它激酶（即丙酮酸激酶（PK）和肌酸激酶（CK））相比，对核苷酸-PGK相互作用的结构基础进行了表征。结果提供了证据，表明对于PGK来说，含有嘌呤与嘧啶的核苷酸更受青睐，而不是对于PK或CK。这是由于PGK在形成核苷酸环疏水接触方面的特殊能力，确保了连接的磷酸链在催化中的适当定位。至于核苷酸的D-/L-构型，L型（嘌呤和嘧啶）被PGK很好地接受，而不是由PK或CK接受。在这里，与PK或CK相比，嘧啶L型的疏水相互作用的支配性再次得到强调。此外，对于L型，PGK没有核糖OH基团的存在对嘌呤比对含有嘧啶的化合物更被接受。另一方面，从PGK的各种核苷酸位点突变体的当前动力学研究中推断出，无论是在嘌呤还是嘧啶的L型化合物中，磷酸链的定位对于PGK来说都是一个更为重要的术语。这些激酶-核苷酸相互作用的特性为设计新药物提供了指导。
• A cross-chiral RNA polymerase ribozyme
  作者：Jonathan T. Sczepanski、Gerald F. Joyce

  DOI：10.1038/nature13900

  日期：2014.11.20

  Here, a cross-chiral RNA polymerase is developed—an RNA enzyme that can catalyse the templated polymerization of activated mononucleotides that are of the opposite handedness—shedding light on how RNA-based life could have emerged. It is widely assumed that homochirality is a requirement for life and that biological macromolecules must be of the same stereochemical 'handedness' to interact efficiently. Working with Leslie Orgel and others, Gerald Joyce extended this idea in 1984 to suggest that homochirality may also be essential for the origins of life, as templated polymerization of RNA occurs readily in a homochiral system but is impaired in racemic mixtures. Now Joyce and co-author Jonathan Sczepanski show that RNAs of opposing chirality can work together. They devised a D-RNA enzyme that catalyses the polymerization of L-RNA on a L-RNA template — and vice versa. The catalytic potency of this ribozyme is sufficient for it to synthesize its own enantiomer by joining 11 component oligonucleotides. The ribozyme is thought to interact with its substrates via tertiary contacts rather than Watson–Crick base pairing. This unexpected finding will add a new dimension to thoughts on how life could have emerged in an 'RNA world'. Thirty years ago it was shown that the non-enzymatic, template-directed polymerization of activated mononucleotides proceeds readily in a homochiral system, but is severely inhibited by the presence of the opposing enantiomer1. This finding poses a severe challenge for the spontaneous emergence of RNA-based life, and has led to the suggestion that either RNA was preceded by some other genetic polymer that is not subject to chiral inhibition2 or chiral symmetry was broken through chemical processes before the origin of RNA-based life3,4. Once an RNA enzyme arose that could catalyse the polymerization of RNA, it would have been possible to distinguish among the two enantiomers, enabling RNA replication and RNA-based evolution to occur. It is commonly thought that the earliest RNA polymerase and its substrates would have been of the same handedness, but this is not necessarily the case. Replicating d- and l-RNA molecules may have emerged together, based on the ability of structured RNAs of one handedness to catalyse the templated polymerization of activated mononucleotides of the opposite handedness. Here we develop such a cross-chiral RNA polymerase, using in vitro evolution starting from a population of random-sequence RNAs. The d-RNA enzyme, consisting of 83 nucleotides, catalyses the joining of l-mono- or oligonucleotide substrates on a complementary l-RNA template, and similar behaviour occurs for the l-enzyme with d-substrates and a d-template. Chiral inhibition is avoided because the 106-fold rate acceleration of the enzyme only pertains to cross-chiral substrates. The enzyme’s activity is sufficient to generate full-length copies of its enantiomer through the templated joining of 11 component oligonucleotides.

  这里研制了一种交叉手性的RNA聚合酶（一种能够催化与自身手性相反的活化单核苷酸模板聚合的RNA酶），为基于RNA的生命如何起源提供了启示。普遍认为手性均一是生命的要求，生物大分子必须具有一样的立体化学"手性"才能有效相互作用。与 Leslie Orgel 等人一起，Gerald Joyce于1984年提出手性均一对于生命起源可能同样是必不可少，因为在手性均一系统中RNA的模板聚合反应能顺畅进行，而外消旋混合物中反应会受阻。现在Joyce和合作者Jonathan Sczepanski表明手性相反的RNAs可以在一起工作。他们设计出一种能够催化L-RNA在L-RNA模板上聚合的D-RNA酶，反之亦然。这种核酶的催化效率足以通过连接11个寡核苷酸组份来合成其对映体。人们认为这种核酶与底物间的相互作用是通过三级结构接触而非Watson-Crick碱基配对实现的。这一发现会为"RNA世界"中的生命如何起源开启新的思路。30年前就已经表明，非酶催化的模板调控活化单核苷酸聚合反应在手性均一系统中进行顺畅，但会严重抑制于相反手性的存在。这一发现使得RNA为基础的生命如何自发产生成为一个难题，由此带来RNA可能之前存在某种不受手性抑制的其他遗传聚合物，或是基于RNA的生命之前存在化学过程打破手性对称性两种猜想。一旦产生了一种能催化RNA聚合的RNA酶，就有可能分辨两种对映体，从而发生RNA复制和基于RNA的进化。普遍认为最原始的RNA聚合酶及底物手性一致，但不一定是这种情形。复制D手性及L手性的RNA分子可能会同时出现，基于一种手性的RNA结构可以催化相反手性的活化单核苷酸的模板聚合。这里我们用随机序列RNA群体为起始的体外进化研发出这样一种交叉手性的RNA聚合酶。由83个核苷酸组成的D-RNA酶催化L手性单核苷酸或寡核苷酸底物在互补的L手性模板上聚合，反之对L-酶及D-底物和D-模板也成立。因为这种酶的106倍的速率加速只对应于交叉手性底物，从而避开了手性抑制。这种酶活性足以通过模板调控连接11个寡核苷酸产生出其对映体的全长拷贝。
• Broad specificity of human phosphoglycerate kinase for antiviral nucleoside analogs
  作者：Sarah Gallois-Montbrun、Abdesslem Faraj、Edward Seclaman、Jean-Pierre Sommadossi、Dominique Deville-Bonne、Michel Véron

  DOI：10.1016/j.bcp.2004.06.012

  日期：2004.11

  the activation of L-nucleoside analogs, a new class of anticancer and antiviral agents. J Biol Chem 2003;278:36726-32]. In the present work, we extended the enzymatic study of human PGK specificity to purine and pyrimidine nucleotide derivatives in both D- and L-configuration. Human PGK demonstrated catalytic efficiencies in the 10(4)-10(5)M(-1)s(-1) range for purine ribo-, deoxyribo- and dideoxyribonucleotide

  抗病毒治疗中使用的核苷类似物需要磷酸化为三磷酸对应物，才能在其细胞靶标上具有活性。最近报道了人磷酸甘油酸激酶（hPGK）参与胞苷L-核苷酸衍生物的磷酸化的最后步骤[Krishnan PGE，Lam W，Dutschman GE，Grill SP，Cheng YC。3-磷酸​​甘油酸激酶（一种糖酵解酶）在新型抗癌和抗病毒药物L-核苷类似物的激活中具有新作用。生物化学杂志2003； 278：36726-32]。在目前的工作中，我们将人PGK特异性的酶学研究扩展到了D-和L-构型的嘌呤和嘧啶核苷酸衍生物。人类PGK对嘌呤核糖，脱氧核糖和双脱氧核糖核苷酸衍生物的催化效率在10（4）-10（5）M（-1）s（-1）范围内，在D或L配置中。相反，它与天然嘧啶D-核苷酸（少于10（3）M（-1）s（-1））的活性差。嘧啶L对映体是有希望的针对B型肝炎的治疗类似物，其底物是其D对映体的2-25倍。人类PG