乳清酸核苷 5'-单磷酸酯 | 2149-82-8

• 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
• 中文名称: 乳清酸核苷 5'-单磷酸酯
• 中文别名: 血苷5'-單磷酸；乳清酸核苷5'-单磷酸酯；血苷酸
• 英文名称: orotidine 5'-monophosphate
• 英文别名: Orotidin-5'-phosphat；orotidine 5′-monophosphate；orotidine monophosphate；OMP；3-[(2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroxy-5-(phosphonooxymethyl)oxolan-2-yl]-2,6-dioxopyrimidine-4-carboxylic acid
• CAS: 2149-82-8
• 化学式: C₁₀H₁₃N₂O₁₁P
• 分子量: 368.194
• InChiKey: KYOBSHFOBAOFBF-XVFCMESISA-N

物化性质

• 密度：
  2.000±0.06 g/cm3(Predicted)
• 物理描述：
  Solid

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -4.2
• 重原子数：
  24
• 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：
  11

制备方法与用途

生物活性

Orotidine 5′-monophosphate 是一种嘧啶核糖核酸苷，是人、大肠杆菌和小鼠的内源性代谢产物。它是生物合成一磷酸尿苷 (UMP) 的中间体，并可用于研究 Orotidine 5’-monophosphate 脱羧酶的相关机制以及酶的活性。

体外研究

Orotidine 5′-monophosphate 是由酶或otate 磷酸核糖转移酶从 orotate 和磷酸核糖焦磷酸 (PRPP) 合成而来。UMP 合成酶可以将 OMP 转化为尿苷 5'-单磷酸。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  乳清酸核苷 5'-单磷酸酯 在 orotidine 5'-monophosphate decarboxylase 作用下， 以 various solvent(s) 为溶剂， 生成 尿苷5-单磷酸
  参考文献：
  名称：

  C6-尿苷衍生物靶向疟原虫原卟啉单磷酸脱羧酶的构效关系。

  摘要：

  由疟原虫寄生虫引起的疟疾已再次成为一个主要问题，对人类健康造成致命影响，特别是由于对多种药物的耐药性。在疟原虫中，牛尿苷5'-单磷酸脱羧酶（ODCase）是尿苷5'-单磷酸从头合成的必需酶。在这些病原体中损害ODCase是开发新型疗法的一种有前途的策略。受我们最近发现6-碘尿苷是恶性疟原虫有效抑制剂的鼓励，我们研究了UMP各种C6衍生物的构效关系。针对恶性疟原虫评估了尿苷的6-氰基，6-叠氮基，6-氨基，6-甲基，6-N-甲基氨基和6-N，N-二甲基氨基衍生物。6-氰基，6-叠氮基，6-氨基，研究了6-甲基尿苷衍生物作为纤溶酶ODCase的抑制剂。6-Azidouridine 5'-monophosphate是恶性疟原虫ODCase的有效共价抑制剂。6-甲基尿苷对恶性疟原虫3D7分离株表现出弱的抗疟活性。6-N-甲基氨基和6-N，N-二甲基氨基尿苷衍生物表现出中等的抗疟活性。

  DOI：

  10.1021/jm7010673
• 作为产物：
  描述：

  6-cyanouridine 5'-monophosphate 在 水 、 sodium hydroxide 作用下， 反应 96.0h， 生成 乳清酸核苷 5'-单磷酸酯
  参考文献：
  名称：

  OMP脱羧酶反应中O2处的大量氧同位素效应：机理上的意义。

  摘要：

  Orotidine-5'-单磷酸脱羧酶（OMP脱羧酶，ODCase）催化orotidine-5'-单磷酸（OMP）脱羧为尿苷5'-单磷酸（UMP）。尽管进行了广泛的酶学，结构和计算研究，但ODCase的机制仍未完全表征。在此，对于自然丰度底物和为了进行远程双标记同位素效应程序而合成的底物混合物，均以底物的O 2为远程位置，测量了碳动力学同位素效应。测得该底物混合物对酶促脱羧的碳动力学同位素效应为1.0199 +/- 0.0007，而自然丰度OMP的值为1.0289 +/- 0.0009，表明（18）O2同位素效应为0.991 +/- 0.001。使用从先前同位素效应数据得出的计算承诺因子，该值等于约0.983的固有同位素效应。测得的（18）O2同位素效应需要一种或多种酶促过程的机制，包括结合和/或化学作用，从而促成这种实质性的反同位素效应。（18）针对两种拟议的机理计算了O2的动力学同位素

  DOI：

  10.1039/b812979g

文献信息

• Method for detecting uracil biosynthesis inhibitors and their use as herbicides
  申请人：——

  公开号：US20020058244A1

  公开（公告）日：2002-05-16

  This invention relates to a method for identifying compounds that specifically inhibit a metabolic target site or pathway in plants. Enzymes which are specifically affected by the method of the invention include plant pyrimidine biosynthetic pathway enzymes, and particularly the enzymes involved in the conversion of orotate to uridine-5′-monophosphate (UMP). Further, the invention relates to a method for control of undesirable monocotyledenous and dicotyledenous plant species.

  这项发明涉及一种识别特定抑制植物代谢靶点或途径的化合物的方法。受该发明方法特异影响的酶包括植物嘧啶生物合成途径酶，特别是参与将小嘌呤转化为尿苷-5'-磷酸（UMP）的酶。此外，该发明涉及一种控制不良单子叶和双子叶植物物种的方法。
• 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
• Conformational Changes in Orotidine 5′-Monophosphate Decarboxylase: “Remote” Residues That Stabilize the Active Conformation
  作者：B. McKay Wood、Tina L. Amyes、Alexander A. Fedorov、Elena V. Fedorov、Andrew Shabila、Steven C. Almo、John P. Richard、John A. Gerlt

  DOI：10.1021/bi100443a

  日期：2010.5.4

  closed, catalytically active conformation. Substitution of these residues with Ala decreases kcat/Km with a minimal effect on kcat, providing evidence that the cluster stabilizes the closed conformation. The intrinsic binding energies of the 5′-phosphate group of orotidine 5′-monophosphate for the mutant enzymes are similar to that for the wild type, supporting this conclusion.

  导致由乳清酸 5'-单磷酸脱羧酶 (OMPDC) 催化的反应的异常速率提高 (~10 17 )的结构因素尚未确定。催化需要构象变化，关闭活性位点环并“夹住”靠近氢键网络的乳清酸盐碱基，使底物不稳定并稳定中间体。在来自Methanobacter thermoautotrophicus的 OMPDC 中，在活性位点环中包括 Val 182 的疏水残基的“远程”结构保守簇以闭合的催化活性构象组装。用 Ala 取代这些残基会降低k cat / K m对k 的影响最小cat，提供簇稳定闭合构象的证据。突变酶的乳清酸 5'-单磷酸酯的 5'-磷酸基团的内在结合能与野生型相似，支持这一结论。
• Conformational Changes in Orotidine 5′-Monophosphate Decarboxylase: A Structure-Based Explanation for How the 5′-Phosphate Group Activates the Enzyme
  作者：Bijoy J. Desai、B. McKay Wood、Alexander A. Fedorov、Elena V. Fedorov、Bogdana Goryanova、Tina L. Amyes、John P. Richard、Steven C. Almo、John A. Gerlt

  DOI：10.1021/bi301188k

  日期：2012.10.30

  The binding of a ligand to orotidine 5′-monophosphate decarboxylase (OMPDC) is accompanied by a conformational change from an open, inactive conformation (Eo) to a closed, active conformation (Ec). As the substrate traverses the reaction coordinate to form the stabilized vinyl carbanion/carbene intermediate, interactions that destabilize the carboxylate group of the substrate and stabilize the intermediate

  配体与 orotidine 5'-单磷酸脱羧酶 (OMPDC) 的结合伴随着从开放的非活性构象 (E o ) 到封闭的活性构象 (E c ) 的构象变化。当底物穿过反应坐标以形成稳定的乙烯基负碳离子/卡宾中间体时，会加强使底物的羧酸根不稳定并稳定中间体（在 E c ·S ⧧络合物中）的相互作用。关注来自热自养甲烷嗜热杆菌的 OMPDC ，我们发现底物的“远程”5'-磷酸基团激活酶 2.4 × 10 8-折叠; 活化等效地由 11.4 kcal/mol 的固有结合能 (IBE) 描述。我们研究了活化中的残基，(1) 直接接触 5'-磷酸基团，(2) 参与活性位点环底部附近的疏水簇，将结合的底物与溶剂隔离，以及 (3) 形成氢(β/α) 8桶结构的“移动”和“固定”半桶域之间界面的键合相互作用。我们的数据支持一个模型，其中由 5'-磷酸基团提供的 IBE 用于允许在活性位点环的 N 末端附近和跨域界面的相互作用，从而稳定
• 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%