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Uracil 1- -D-Arabinofuranosid, auch bekannt als 1- -D-Arabinofuranosyluracil oder Arabinosyluracil (ara-U), ist eine chemische Verbindung mit der Summenformel C9H12N2O6 und einem Molekulargewicht von 244,201 g/mol. Es liegt als weißes oder cremefarbenes kristallines Pulver vor und hat einen Schmelzpunkt im Bereich von 220–222 Grad.
Bei dieser Verbindung handelt es sich um ein Methoxyadenosin-Derivat, das aus dem karibischen Schwamm Tectitethya crypta isoliert wird. Es wurde gezeigt, dass es verschiedene biologische Aktivitäten besitzt, darunter entzündungshemmende Eigenschaften, analgetische Wirkungen und gefäßerweiternde Eigenschaften. Insbesondere wurde gezeigt, dass es die Proliferation von Maus-Lymphomzellen hemmt. Beispielsweise kann es die Proliferation von L5178Y-Maus-Lymphomzellen bei einer Konzentration von 17 μM reduzieren und in Dosis-Wirkungs-Experimenten eine Hemmung der Zellproliferation um 50 % induzieren.
In Bezug auf die Löslichkeit ist es in DMSO löslich, mit einer Löslichkeit von 55 mg/ml (225,23 mM). Für die Lagerung wird empfohlen, das Pulver bis zu 3 Jahre bei -20 Grad oder bis zu 1 Jahr in einem Lösungsmittel bei -80 Grad aufzubewahren. Beim Auflösen der Verbindung empfiehlt es sich, frisches DMSO zu verwenden und wiederholte Gefrier-Auftau-Zyklen zu vermeiden, um eine Verschlechterung des Produkts zu verhindern.

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Chemische Formel |
C9H12N2O6 |
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Genaue Masse |
244.07 |
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Molekulargewicht |
244.20 |
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m/z |
244.07 (100.0%), 245.07 (9.7%), 246.07 (1.2%) |
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Elementaranalyse |
C, 44.27; H, 4.95; N, 11.47; O, 39.31 |

Antiviraler Wirkstoff
Uracil 1- -D-Arabinofuranosid, auch bekannt als Ara-U oder 1- -D-Arabinofuranosyluracil, zeichnet sich aufgrund seiner einzigartigen chemischen Struktur, die von Arabinose abgeleitet ist, tatsächlich als antivirale Verbindung aus. Dieses Derivat hat sich als vielversprechend erwiesen, da es eine antivirale Aktivität zeigt, möglicherweise über mehrere Mechanismen.
Ein vorgeschlagener Mechanismus ist seine Fähigkeit, virale Replikationsprozesse zu stören. Viren verlassen sich häufig auf die Maschinerie der Wirtszelle, um ihr genetisches Material zu replizieren und neue Virionen zusammenzustellen. Durch Nachahmung oder Veränderung der Struktur von Nukleosiden in der Wirtszelle, was diese Replikationsprozesse stören und dadurch die Virusvermehrung hemmen kann.
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Ein weiterer möglicher Mechanismus ist die Hemmung wichtiger viraler Enzyme. Viren kodieren Enzyme, die für ihren Replikationszyklus entscheidend sind, wie etwa Polymerasen, die virale RNA in DNA umschreiben oder umgekehrt. Durch die Bindung an diese Enzyme und deren Hemmung kann es verhindern, dass das Virus seinen Replikationszyklus abschließt, und so seine Ausbreitung begrenzen.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die spezifischen antiviralen Mechanismen und die Viren, auf die sie abzielen, noch untersucht werden. Klinische Studien und weitere Forschung sind erforderlich, um seine Wirksamkeit und Sicherheit bei der Behandlung verschiedener Virusinfektionen zu bestätigen.
Darüber hinaus mag es als antivirales Mittel vielversprechend sein, es ist jedoch wichtig, mögliche Nebenwirkungen und Wechselwirkungen mit anderen Arzneimitteln zu berücksichtigen, bevor es im klinischen Umfeld eingesetzt wird. Daher sind fortlaufende Forschung und klinische Validierung unerlässlich, um sein therapeutisches Potenzial und seine Grenzen vollständig zu verstehen.
Hemmung der Zellproliferation
Der Befund, dass Ara-U die Proliferation von Maus-Lymphomzellen hemmen kann, ist in der Tat faszinierend und deutet auf eine mögliche Rolle in der Krebstherapie hin. Krebszellen, insbesondere solche, die sich schnell teilen, sind häufig das Ziel von Chemotherapeutika, da sie anfälliger für Störungen ihres schnellen Wachstums und ihrer Teilungsprozesse sind.
Die Fähigkeit von Ara-U, die Zellproliferation zu hemmen, kann auf seine Beeinträchtigung der Synthese von DNA oder RNA zurückgeführt werden, die für die Zellteilung wesentlich sind. Durch den Einbau in die Nukleinsäuren von Krebszellen kann Ara-U deren Replikations- und Transkriptionsprozesse stören, was zum Zelltod oder Wachstumsstopp führt.
Die Übertragung dieser Erkenntnisse aus In-vitro-Studien mit Maus-Lymphomzellen auf klinische Anwendungen beim Menschen erfordert jedoch umfangreiche Forschung und Validierung. Mehrere Schlüsselaspekte müssen angegangen werden:
Wirksamkeit
Weitere Studien sind erforderlich, um die Wirksamkeit von Ara-U bei der Hemmung der Proliferation menschlicher Krebszellen, einschließlich solcher aus verschiedenen Tumorarten, zu bestätigen. Dazu gehört die Durchführung von In-vitro- und In-vivo-Experimenten zur Beurteilung seiner Antitumoraktivität.
01
Selektivität
Die Krebstherapie zielt idealerweise auf Krebszellen ab, während normale Zellen geschont werden. Daher ist es wichtig, die Selektivität von Ara-U für Krebszellen im Vergleich zu normalen Zellen zu bewerten. Dies kann durch vergleichende Studien mit Krebs- und Nichtkrebszelllinien erreicht werden.
02
Sicherheit
Das Sicherheitsprofil von Ara-U muss durch Toxizitätsstudien in Tiermodellen ermittelt werden. Dazu gehört die Beurteilung möglicher Nebenwirkungen wie hämatologische Toxizität, Magen-Darm-Störungen oder neurologische Auswirkungen.
03
Pharmakokinetik und Bioverteilung
Um das Dosierungsschema zu optimieren und die Lieferung an den Zielort sicherzustellen, ist es wichtig zu verstehen, wie Ara-U im Körper absorbiert, verteilt, metabolisiert und ausgeschieden wird.
04
Kombinationstherapie
Ara-U kann in Kombination mit anderen Chemotherapeutika oder gezielten Therapien wirksamer sein. Studien zur Untersuchung solcher Kombinationen sind erforderlich, um synergistische Effekte und potenzielle Toxizität zu bestimmen.
05
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die ersten Erkenntnisse, dass Ara-U die Proliferation von Maus-Lymphomzellen hemmen kann, zwar vielversprechend sind, weitere Forschungen jedoch unerlässlich sind, um seinen potenziellen Einsatz in der Krebstherapie vollständig zu bewerten. Klinische Studien, Toxizitätsstudien und pharmakokinetische Bewertungen sind entscheidende Schritte auf dem Weg von der Entdeckung im Labor bis zur klinischen Anwendung.
Synthesezwischenprodukt
Uracil 1- -D-Arabinofuranosidkann als Synthesezwischenprodukt bei der Herstellung anderer wichtiger Verbindungen wie Ara-C (Cytarabin) dienen. Ara-C ist ein bekanntes Nukleosidanalogon, das bei der Behandlung bestimmter Krebsarten, insbesondere Leukämie, eingesetzt wird. Indem es als Vorläufer oder Zwischenprodukt bei der Synthese von Ara-C fungiert, trägt es zur Produktion dieses wichtigen therapeutischen Wirkstoffs bei.
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Naturstoffforschung
Vorkommen in Meeresorganismen
Ara-U und verwandte Verbindungen sind Teil des Sekundärmetabolitenrepertoires verschiedener wirbelloser Meerestiere, darunter Schwämme und Gorgonien. Diese Organismen produzieren im Rahmen ihrer chemischen Abwehrmechanismen gegen Fressfeinde, Konkurrenten und Krankheitserreger eine Reihe bioaktiver Verbindungen.
Chemische Ökologie
Die Untersuchung von Ara-U und ähnlichen Verbindungen trägt zu unserem Verständnis der chemischen Ökologie mariner Organismen bei. Diese Verbindungen spielen eine entscheidende Rolle bei intraspezifischen und interspezifischen Interaktionen und beeinflussen Verhaltensweisen wie Ansiedlung, Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung.
Erforschung der biologischen Vielfalt
Die Entdeckung von Ara-U und anderen neuartigen Meeresnaturstoffen treibt die Erforschung der Meeresbiodiversität voran. Durch die Erforschung der chemischen Profile von Meeresorganismen können Wissenschaftler Einblicke in die Evolutionsgeschichte und ökologische Anpassungen dieser Arten gewinnen.
Potenzial in anderen biologischen Prozessen
Zusätzlich zu seinen antiviralen und antiproliferativen Aktivitäten kann es auch bei anderen biologischen Prozessen eine Rolle spielen. Beispielsweise kann es durch seine Wechselwirkungen mit bestimmten Enzymen oder Signalwegen Entzündungen, den Stoffwechsel oder andere Zellfunktionen beeinflussen. Diese potenziellen Anwendungen erfordern jedoch weitere Untersuchungen und Validierungen.
Nebenwirkung
Uracil 1- -D-ArabinofuranosidCytarabin ist ein antimetabolisches Chemotherapeutikum, das häufig zur Behandlung von hämatologischen Malignomen wie akuter myeloischer Leukämie (AML) und Lymphomen eingesetzt wird. Es übt eine antitumorale Wirkung aus, indem es die DNA-Synthese hemmt, kann aber auch mehrere systemische Nebenwirkungen auslösen.
Nebenwirkungen auf das Verdauungssystem
Magen-Darm-Reizung
Die häufigsten Verdauungsreaktionen auf Cytarabin sind Übelkeit und Erbrechen mit einer Inzidenzrate von über 50 %. Bei einer schnellen intravenösen Injektion ist die Reizung des Magen-Darm-Trakts stärker ausgeprägt, was möglicherweise damit zusammenhängt, dass das Arzneimittel direkt die Magen-Darm-Schleimhaut stimuliert oder das Brechzentrum auslöst. Auch Durchfall ist ein häufiges Symptom, insbesondere bei hochdosierter Behandlung, das durch eine Schädigung der Darmschleimhaut oder eine Dysbiose verursacht werden kann. Bei einigen Patienten kann es zu einer Entzündung der Mundschleimhaut kommen, die sich in Mundgeschwüren, Schmerzen und einer Beeinträchtigung der Essgewohnheiten äußert.
Schwere Darmtoxizität
Hohe Dosen von Cytarabin können Kolitis, Darmnekrose und sogar perforierte Peritonitis verursachen. Diese Reaktionen hängen mit der direkten toxischen Wirkung von Arzneimitteln auf die Darmschleimhaut zusammen, die zu einer Störung der Darmbarrierefunktion und einer bakteriellen Translokation führen kann, die Infektionen verursacht. Zu den klinischen Symptomen zählen Bauchschmerzen, Blähungen und blutiger Stuhlgang. In schweren Fällen ist ein chirurgischer Eingriff erforderlich.
Schädigung des Leber- und Gallenblasensystems
Der Metabolismus von Cytarabin erfolgt hauptsächlich über die Leber, was zu erhöhten Transaminasen (ALT, AST) mit einer Inzidenzrate von etwa 10 % -30 % führen kann. Während der Behandlung mit hohen Dosen wurde auch über cholestatischen Ikterus berichtet, der möglicherweise mit der direkten Toxizität von Arzneimitteln auf Leberzellen oder einer immunvermittelten Leberschädigung zusammenhängt.
Nebenwirkungen auf Haut und Schleimhaut
Hautreaktionen
Cytarabine may cause various skin reactions, including rash (incidence>10 %), Hautpigmentierung (z. B. sommersprossige Veränderungen) und Haarausfall. Bei dem Ausschlag handelt es sich meist um Papeln, die den Rumpf und die Gliedmaßen betreffen können und in schweren Fällen von Juckreiz oder Schuppenbildung begleitet sein können. Die Pigmentierung der Haut kann mit der medikamentösen Stimulation der Melanozyten oder der Ablagerung von Metaboliten zusammenhängen. Haarausfall ist in der Regel reversibel und kann sich nach der Behandlung allmählich erholen.
Schleimhautverletzung
Konjunktivitis ist eine häufige Augenreaktion auf Cytarabin, insbesondere während einer Behandlung mit hohen -Dosen. Dies äußert sich in roten Augen, Tränen und vermehrter Sekretion und kann durch eine direkte Stimulation der Bindehaut durch Medikamente oder eine Immunreaktion verursacht werden. Darüber hinaus kann der Austritt des Arzneimittels zu Hautgeschwüren, Entzündungen oder Thrombophlebitis an der Injektionsstelle führen.
Allergische Reaktionen
Cytarabin kann allergische Reaktionen wie Hautjucken und Urtikaria hervorrufen und in schweren Fällen zu einem anaphylaktischen Schock führen. Allergische Reaktionen können mit der Immunantwort zusammenhängen, die durch als Haptene wirkende Medikamente ausgelöst wird, und ein sofortiges Absetzen der Medikamente sowie eine Behandlung mit Antihistaminika oder Glukokortikoiden sind erforderlich.

Uracil 1- -D-Arabinofuranosid, allgemein als Ara-U abgekürzt, ist ein von Uracil abgeleitetes Nukleosidanalogon mit einer einzigartigen Arabinofuranose-Zuckereinheit an der 1--Position. Diese Verbindung besitzt eine ausgeprägte chemische Struktur, die sie von anderen in der Natur vorkommenden Nukleosiden unterscheidet. Ara-U ist von besonderem Interesse, da es in Meeresorganismen wie Schwämmen und Gorgonien vorkommt und dort eine Rolle bei deren chemischen Abwehrmechanismen spielt.
Der Arabinofuranose-Zucker in Ara-U nimmt eine Furanose-Ringkonfiguration an, die sich vom häufigeren Pyranose-Ring unterscheidet, der in vielen anderen Nukleosiden zu finden ist. Dieses Strukturmerkmal trägt zu den einzigartigen biologischen Aktivitäten von Ara-U bei. Insbesondere Ara-U weist nachweislich antivirale und antitumorale Eigenschaften auf, was es zu einem potenziellen Kandidaten für die Entwicklung neuer Therapeutika macht.
Darüber hinaus dient Ara-U als wichtiger Vorläufer bei der Synthese von Ara-C (Cytarabin), einem Nukleosidanalogon, das häufig bei der Behandlung verschiedener Krebsarten, einschließlich Leukämie und Lymphom, eingesetzt wird. Der Einbau von Ara-C in die DNA stört die DNA-Synthese und Zellteilung, was bei sich schnell teilenden Krebszellen zum Zelltod führt.
Zusammenfassend ist 1-beta-D-Arabinofuranosyluracil ein Nukleosidanalogon mit einer einzigartigen chemischen Struktur und vielversprechenden biologischen Aktivitäten. Sein Vorkommen in Meeresorganismen und seine Rolle als Vorläufer bei der Synthese von Ara-C unterstreichen sein Potenzial als Quelle neuer Therapeutika zur Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten.
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