Guanina em póé um composto orgânico com a fórmula química de C5H5N5O, Cas 73-40-5. É um pó de cristal amarelo branco a pálido. Tem forte absorção à luz ultravioleta e é um componente de guanosina e ácido guanílico. A guanina existe amplamente no reino animal e vegetal. É um dos componentes básicos dos ácidos nucleicos (DNA e RNA). A guanina é um derivado de purina, que é composto de sistema de anel de imidazol de pirimidina fundido com ligações duplas conjugadas. É uma base importante de ácido nucleico, uma das quatro principais bases no DNA e RNA e também um componente de vários ácidos guanílicos. Seu n9 e ribose ou desoxirribose c 1 - guanosina ou desoxiguanosina é formada por ligação glicosídica. A guanina também é um pigmento branco natural, não tóxico. Pode ser usado em cosméticos em geral, principalmente como um agente perolado para batom, esmalte e cosméticos oculares.
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Fórmula química |
C5H5N5O |
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Massa exata |
151 |
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Peso molecular |
151 |
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m/z |
151 (100.0%), 152 (5.4%), 152 (1.8%) |
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Análise elementar |
C, 39.74; H, 3.33; N, 46.34; O, 10.59 |
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Guanina em pó, como uma das quatro bases de ácido nucleico, é a "letra genética" do DNA e do RNA. Ele combina com citosina através de três ligações de hidrogênio para formar pares de bases estáveis. Esse mecanismo de emparelhamento é crucial para a estabilidade da estrutura da dupla hélice do DNA, garantindo a transmissão precisa de informações genéticas durante os processos de replicação e transcrição.
Replicação e reparo de DNA
Durante a replicação do DNA, a guanina serve como um componente da fita de modelo, guiando a síntese de citosina na fita complementar. Se a guanina sofrer danos oxidativos (como 8- oxoguanina), pode causar incompatibilidades de base e resultar em mutações genéticas. As células reconhecem e reparam esse dano através do mecanismo de reparo de excisão de base (BER), mantendo a estabilidade genômica.
Síntese e função de RNA
Durante a transcrição, a guanina participa da síntese de fios de RNA, formando moléculas -chave como mRNA, tRNA e rRNA. Por exemplo, o emparelhamento do complemento entre os códons de guanina e mRNA no loop anti -códon do tRNA garante a precisão da síntese de proteínas. Além disso, os derivados de guanina, como o monofosfato de guanoesina cíclica (CGMP), desempenham um papel importante como segundos mensageiros na sinalização celular.
Os nucleotídeos de guanina (como GTP) são moléculas de núcleo no metabolismo da energia celular, fornecendo energia através da hidrólise para impulsionar vários processos biológicos.
Síntese de proteínas e transdução de sinal
A proteína de ligação ao GTP (proteína G) desempenha um papel de "comutador molecular" na sinalização celular. Por exemplo, na via do receptor acoplado à proteína G (GPCR), a subunidade alfa da proteína G é ativada pela ligação ao GTP, desencadeando cascatas de sinalização a jusante que regulam o crescimento celular, diferenciação e metabolismo.
Conjunto dinâmico de microtúbulos
Os microtúbulos são um componente importante do citoesqueleto e sua montagem depende das proteínas microtúbulos ligadas a GTP. Depois que o GTP é hidrolisado no PIB, as proteínas dos microtúbulos se dissociam das extremidades dos microtúbulos, alcançando o equilíbrio dinâmico de microtúbulos, o que é crucial para a divisão celular, manutenção morfológica e transporte material.
Versátil no campo da medicina: de antiviral a antitumoral
A guanina e seus derivados desempenham um papel importante na pesquisa e desenvolvimento farmacêuticos e são as estruturas centrais de vários medicamentos antivirais e antitumorais.
Drogas antivirais
Aciclovir: Como análogo de guanina, o aciclovir é fosforilado pelo vírus do herpes timidina quinase, que inibe a atividade da DNA polimerase viral e bloqueia a replicação viral. Usado clinicamente para tratar infecções pelo vírus herpes simplex (HSV) e vírus de varicela Zoster (VZV).
Ganciclovir: estruturalmente semelhante ao aciclovir, mas com atividade mais forte anti -citomegalovírus (CMV), é usado para a prevenção e tratamento da infecção por CMV em pacientes imunossupressos, como receptores de transplante de órgãos.
Droga antitumoral
6- thioguanina (6- tg): como um anti -metabolito, 6- tg é convertido em 6- thioguanosina nucleotídeos no corpo, que são incorporados ao DNA para causar terminação em cadeia e inibir o tumulto do prolife Utilizado clinicamente para o tratamento de leucemia linfoblástica aguda (All) e leucemia mielóide crônica (CML).
FLUDARABINA: Um análogo de nucleosídeo de guanina que exerce efeitos antitumorais inibindo a síntese de DNA e induzindo apoptose celular, usada principalmente para o tratamento da leucemia linfocítica crônica (LL).
Moduladores imunes
Derivados de guanina como 8- bromo-cgmp podem regular a função da célula imunológica e aumentar a defesa do corpo contra patógenos. Por exemplo, 8- bromo-cGMP promove a proliferação de células T e a secreção de citocinas ativando a via da proteína quinase G (PKG).
A 'Revolução Verde' no campo da agricultura: desde a prevenção e controle de doenças até a melhoria
Guanina em pó, como um novo estimulante imune da planta, fornece uma solução ambientalmente amigável e eficiente para a prevenção e controle de doenças agrícolas.
Estimular a resistência de amplo espectro em plantas
A equipe de pesquisa liderada por Ding Xinhua da Universidade Agrícola de Shandong descobriu que a guanina pode ativar o sistema imunológico da planta, induzir rajadas de espécies reativas de oxigênio (ROS), deposição de calos e fosforilação de MAPK e outras respostas de defesa. Por exemplo, o tratamento com 100 ng\/mL de guanina pode reduzir significativamente a gravidade da queima do arroz e da queima da bainha, com ensaios de campo mostrando uma redução de 37% no comprimento das bainhas das folhas afetadas.
Regulando a expressão de genes relacionados à resistência à doença
A análise do transcriptoma mostrou que os genes relacionados à resistência à doença (como oswrky13 e oswrky53) foram significativamente regulados em arroz tratados com guanina, enquanto genes regulatórios negativos (como Oswrky76 e Oswrky45) foram regulados. Essa rede reguladora de expressão gênica aprimora a resistência da planta a patógenos.
Efeito sinérgico das vias de sinalização
A guanina induz a resistência das plantas através das vias de sinalização de etileno e ácido jasmônico. Por exemplo, o receptor de etileno OSETR2\/OSETR3 e o receptor de ácido jasmônico OSCOI1B são necessários para a guanina estimular a resistência ao arroz à praga da bainha, revelando o mecanismo da regulação sinérgica de múltiplas vias de sinalização.
Matérias-primas inovadoras para ciência da indústria e materiais: de sondas fluorescentes a materiais auto-montados
As propriedades químicas únicas da guanina o tornam amplamente aplicável nos campos da ciência da indústria e dos materiais.
Desenvolvimento da sonda fluorescente
Os derivados de guanina podem servir como sondas fluorescentes para detectar íons metálicos ou mudanças ambientais. Por exemplo, um sensor fluorescente baseado na guanina pode reconhecer especificamente Cu ² com um limite de detecção de 0. 1 nm, fornecendo uma ferramenta sensível para o monitoramento ambiental.
Design de material de montagem automática
Ao modificar os grupos funcionais em moléculas de guanina, a auto-montagem pode ser induzida a formar nanoestruturas. Por exemplo, os polímeros modificados por nucleotídeos de guanina podem formar micelas ou hidrogéis para administração de medicamentos ou engenharia de tecidos.
Aditivos cosméticos
O cristal de guanina tem brilho de pérola e é amplamente utilizado como um lipstick, esmalte e cosméticos oculares. Suas propriedades não tóxicas e estáveis o tornam uma matéria-prima ideal para a indústria de cosméticos.
Os nucleotídeos de guanina são um componente importante dos nucleotídeos que produzem sabor, e seu efeito sinérgico com ácido inosínico pode aumentar significativamente a frescura dos alimentos.
Nucleotídeo de guanina dissódio (i+g)
I+G é uma mistura de nucleotídeos de guanina e ácido inosínico, amplamente utilizado em macarrão instantâneo, temperos e produtos de carne. Sua intensidade de Umami é 40 vezes a do glutamato de monossódio (MSG), que pode reduzir a ingestão de sódio enquanto aumenta o sabor.
Otimização do método de produção de fermentação
O uso de Bacillus subtilis como tensão de fermentação, otimizando as condições de cultivo (como pH e temperatura) e processo de fermentação (como a fermentação em lote alimentado) pode aumentar significativamente a produção de nucleotídeos de guanina e reduzir os custos de produção.
A espada de dois gumes do meio ambiente e ecologia: de metabólitos ao controle da poluição
O acúmulo deGuanina em póOs metabólitos (como o ácido úrico) no corpo podem causar doenças, mas suas propriedades químicas também fornecem novas idéias para a gestão ambiental.
Ácido úrico e gota
Quando a concentração do ácido úrico, o produto final do metabolismo da guanina, é muito alto no sangue, os cristais de urato podem formar e depositar nas articulações, levando à gota. Restringir a ingestão de alimentos de alta purina e tomar medicação para o ácido úrico mais baixo são os principais métodos de tratamento.
Material adsorvente de heavy metal
Os nanomateriais modificados por guanina podem adsorver eficientemente íons de metais pesados (como Pb ² ⁺, Cd ² ⁺) na água, com uma capacidade de adsorção 2-3 vezes a dos materiais tradicionais, fornecendo um novo método para controle da poluição da água.
A invenção refere -se a um método de uma panela para sintetizarGuanina em pó. Inclui as etapas a seguir que são realizadas continuamente:
1. O nitrato de guanidina foi ciclizado com cianoacetato de etila para obter 2, 4- diamino -6- hidroxipirimidina.
2. Em seu solvente de formamida, nitrito de sódio, solução mista de formamida e ácido fórmico concentrado, bem como o agente redutor são adicionados para realizar nitrosação, reação de redução e reação adicional de ciclização para obter guanina.
A invenção usa a reação "One Pot Method" para usar diretamente a cadeia alifática barata e facilmente disponível cianoacetato éster etil e nitrato de guanidina como matérias -primas sem separação. O intermediário da pirimidina foi purificado e a guanina foi sintetizada em um pote, controlando efetivamente as condições de reação, sequência e proporção de alimentação. Além disso, o produto é purificado ajustando o valor do pH, com alto rendimento e operação conveniente.
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