N4-羟基胞苷
[CAS# 3258-02-4]

基本信息

• 产品分类: 生物化工 >> 核苷类药物 >> 核苷中间体
• 英文名: N4-Hydroxycytidine
• 别名: 1-[(2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]-4-(hydroxyamino)pyrimidin-2-one
• 产品名称: N4-羟基胞苷
• 蛋白质序列: N
• 分子式: C₉H₁₃N₃O₆
• 分子量: 259.22
• CAS 登录号: 3258-02-4
• EC 号码: 868-922-3
• 分子行输入简码SMILES: C1=CN(C(=O)N=C1NO)[C@H]2[C@@H]([C@@H]([C@H](O2)CO)O)O

物理化学性质

• 密度: 1.9±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 沸点: 576.1±60.0 ºc 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 302.2±32.9 ºc (计算值)^*
• 折射率: 1.753 (计算值)^*

^* 使用计算软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs).

安全数据

• 危险品标志: GHS07 Warning
• 危害标签: H302-H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P270-P271-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319

发现和应用

N4-羟基胞苷是一种源自胞苷的核苷类似物，其胞嘧啶碱基的N4位被羟基取代。这种化学修饰改变了碱基的氢键模式，同时保留了其被聚合酶掺入RNA的能力。N4-羟基胞苷因其抗病毒特性而备受关注，因为它掺入病毒RNA后可在复制过程中诱导突变，导致RNA病毒发生错误灾难。

N4-羟基胞苷的发现源于对旨在干扰病毒复制的核苷类似物的研究。科学家们研究了能够被病毒聚合酶识别但又能将错误引入RNA基因组的胞苷衍生物。N4-羟基胞苷被鉴定为一种有效的RNA病毒诱变剂，具有广谱抗病毒活性，同时对宿主细胞的细胞毒性有限。它的开发体现了抗病毒药物设计的合理方法，即利用化学修饰来利用病毒聚合酶和宿主聚合酶之间的差异。

从化学结构上看，N4-羟基胞苷由核糖糖和胞嘧啶碱基组成，胞嘧啶碱基的环外N4氨基上连接着一个羟基。核糖呈β-D构型，与天然核苷类似，使其能够被聚合酶识别并掺入核酸中。N4位的羟基取代改变了碱基配对特性，导致RNA合成过程中错误率增加。这一结构特征对其作为病毒诱变剂的作用机制至关重要。

N4-羟基胞苷的应用主要集中在抗病毒研究和药物开发领域。它已被广泛研究，是前药莫努匹韦的活性代谢物，莫努匹韦用于治疗由RNA病毒引起的感染，包括冠状病毒。在细胞中，N4-羟基胞苷被磷酸化为三磷酸形式，并掺入病毒RNA中，促进诱变并抑制病毒复制。它诱导致死性突变的能力对于快速变异的RNA病毒尤其重要，提供了一种降低耐药性发生的机制。

除了治疗应用外，N4-羟基胞苷还用于生物化学和分子生物学研究。它可作为研究RNA聚合酶保真度、病毒复制动力学以及核苷类似物诱导突变分子机制的工具。可以通过测序技术分析其掺入RNA的情况，以量化突变率并评估其对病毒基因组的影响。从结构上看，该化合物在标准实验室条件下稳定，但仍需注意防止在极端pH值或温度下发生水解或降解。其化学性质使其能够被制成前药和适用于体内研究及临床应用的药物递送系统。N4-羟基胞苷及其衍生物的开发彰显了化学修饰、酶学和抗病毒药理学之间的交叉融合。

总而言之，N4-羟基胞苷是一种化学修饰的核苷，可作为RNA病毒的强效诱变剂。它掺入RNA并诱导复制错误，是其广谱抗病毒活性的基础。该化合物例证了如何利用对核苷进行靶向化学修饰来实现治疗和研究目的，为研究病毒复制和开发有效的抗病毒策略提供了宝贵的工具。

参考文献

2025. On degree-dependent topological study of line graph of some antiviral COVID-19 drugs. The European Physical Journal E.
DOI: 10.1140/epje/s10189-025-00503-5

2025. In Vitro Synergistic Antiviral Effects of ?D-N4-hydroxycytidine and Teriflunomide in Combination against a Broad Range of RNA Viruses. Journal of Medical Virology.
DOI: 10.1002/jmv.70488