2',3'-双脱氧胞苷5'-三磷酸
[CAS# 66004-77-1]

基本信息

• 产品分类: 生物化工 >> 核苷类药物 >> 脱氧核苷酸及其类似物
• 英文名: 2',3'-Dideoxycytidine 5'-triphosphate
• 别名: ddCTP; [[(2S,5R)-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] phosphono hydrogen phosphate
• 产品名称: 2',3'-双脱氧胞苷5'-三磷酸
• 蛋白质序列: N
• 分子式: C₉H₁₆N₃O₁₂P₃
• 分子量: 451.16
• CAS 登录号: 66004-77-1
• 分子行输入简码SMILES: C1C[C@@H](O[C@@H]1COP(=O)(O)OP(=O)(O)OP(=O)(O)O)N2C=CC(=NC2=O)N

发现和应用

2',3'-双脱氧胞苷5'-三磷酸（通常缩写为ddCTP）是天然核苷酸胞苷三磷酸（CTP）的合成类似物，其特点是其糖基部分的2'和3'位缺少羟基。这种结构修饰导致DNA链延伸过程中形成磷酸二酯键所必需的3'-羟基丢失。因此，当ddCTP被DNA聚合酶掺入到延伸的DNA链中时，它充当链终止剂，阻止进一步的核苷酸添加。

该化合物是2',3'-双脱氧胞苷（ddC）的三磷酸化形式，也称为扎西他滨，是首批用于治疗HIV感染的核苷类似物逆转录酶抑制剂（NRTI）之一。 ddC及其磷酸化衍生物的抗病毒活性源于其通过终止病毒DNA合成来抑制逆转录酶的能力。尽管ddC已被批准作为抗逆转录病毒药物用于临床，但其三磷酸盐形式ddCTP主要用于生化和分子生物学研究，而非直接用作治疗药物。

在分子生物学中，ddCTP广泛应用于DNA测序技术，尤其是在桑格双脱氧链终止法中。在DNA合成反应中，DNA聚合酶会掺入与模板链互补的核苷酸。当ddCTP被掺入时，由于其3'-羟基的缺失，后续核苷酸的添加被阻止，导致DNA链在胞嘧啶核苷位置终止。通过加入荧光或放射性标记的引物并进行电泳分离，可以推断出DNA序列。这项技术彻底改变了基因组学，至今仍是DNA测序和分析的基本工具。

ddCTP 的合成涉及 ddC 的化学或酶促磷酸化，通常通过多步反应进行，这些反应需要精确控制以确保三磷酸基团的稳定性。市售的 ddCTP 广泛应用于测序实验室和酶促分析。

除了测序之外，ddCTP 还是研究 DNA 聚合酶机制和保真度的重要底物类似物。其掺入动力学和抑制特性有助于深入了解酶功能，并有助于设计聚合酶抑制剂。此外，ddCTP 还用于评估核酸合成和修复过程的分析。

虽然 ddCTP 本身不作为药物使用，但其母体核苷 ddC 曾用于抗逆转录病毒疗法，以抑制 HIV 复制。病毒逆转录酶水平的链终止机制有助于确立核苷类似物的治疗原理。这类化合物，包括 ddC 和其他双脱氧核苷，为开发目前 HIV 治疗方案中多种有效的 NRTI 奠定了基础。

综上所述，2',3'-双脱氧胞苷5'-三磷酸是一种关键的核苷酸类似物，主要用作DNA测序和聚合酶研究中的链终止剂。其结构阻止DNA在掺入后进一步延伸，使其在阐明DNA序列和酶机制方面具有重要价值。虽然它并非直接的治疗剂，但其母体化合物的临床应用凸显了该分子在研究和医学领域的重要性。

参考文献

1983. Inhibition of Vesicular Stomatitis Virus RNA Synthesis by 2',3'-Dideoxycytidine 5'-Triphosphate. The Journal of general virology, 64(3).
DOI: 10.1099/0022-1317-64-3-743

1987. Inhibition of HIV reverse transcriptase by 2',3'-dideoxynucleoside triphosphates. Biochemical Pharmacology, 36(24).
DOI: 10.1016/0006-2952(87)90685-x

2012. Structural Factors That Determine Selectivity of a High Fidelity DNA Polymerase for Deoxy-, Dideoxy-, and Ribonucleotides. The Journal of biological chemistry, 287(34).
DOI: 10.1074/jbc.m112.366609