グアニンパウダーC5H5N5O、CAS 73-40-5の化学式を持つ有機化合物です。それは白から淡黄色のクリスタルパウダーです。紫外線に強い吸収があり、グアノシンとグアニル酸の成分です。グアニンは、動物や植物の王国に広く存在します。これは、核酸（DNAおよびRNA）の基本的な成分の1つです。グアニンはプリン誘導体であり、融合したピリミジンイミダゾールリングシステムで構成されています。これは、DNAとRNAの4つの主要な塩基の1つである核酸の重要な塩基であり、さまざまなグアニル酸の成分でもあります。そのN9とリボースまたはデオキシリボースC 1 -グアノシンまたはデオキシグアノシンは、グリコシド結合によって形成されます。グアニンは自然な白い色素でもあり、無毒です。一般的な化粧品では、主に口紅、マニキュア、眼の化粧品の真珠光沢エージェントとして使用できます。
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化学式 |
C5H5N5O |
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正確な質量 |
151 |
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分子量 |
151 |
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m/z |
151 (100.0%), 152 (5.4%), 152 (1.8%) |
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元素分析 |
C, 39.74; H, 3.33; N, 46.34; O, 10.59 |
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グアニンパウダー、核酸の4つの塩基の1つとして、DNAとRNAの「遺伝文字」です。 3つの水素結合を介してシトシンとペアを組んで、安定した塩基対を形成します。このペアリングメカニズムは、DNA二重らせん構造の安定性に不可欠であり、複製および転写プロセス中の遺伝情報の正確な伝達を確保します。
DNAの複製と修復
DNA複製中、グアニンはテンプレート鎖の成分として機能し、相補鎖にシトシンの合成を導きます。グアニンが酸化的損傷（{8-オキソグアニンなど）を受けた場合、塩基の不一致を引き起こし、遺伝子変異を引き起こす可能性があります。細胞は、ゲノムの安定性を維持し、基本切除修復（BER）メカニズムを介してそのような損傷を認識して修復します。
RNA合成と機能
転写中、グアニンはRNA鎖の合成に関与し、mRNA、tRNA、rRNAなどの重要な分子を形成します。たとえば、TRNAのアンチコドンループにおけるグアニンコドンとmRNAコドンの補体ペアリングにより、タンパク質合成の精度が保証されます。さらに、環状グアノシン一リン酸（CGMP）などのグアニン誘導体は、細胞シグナル伝達の2番目のメッセンジャーとして重要な役割を果たします。
グアニンヌクレオチド（GTPなど）は、細胞エネルギー代謝のコア分子であり、さまざまな生物学的プロセスを促進するための加水分解によるエネルギーを提供します。
タンパク質合成とシグナル伝達
GTP結合タンパク質（Gタンパク質）は、細胞シグナル伝達において「分子スイッチ」の役割を果たします。たとえば、Gタンパク質結合受容体（GPCR）経路では、Gタンパク質のアルファサブユニットがGTPに結合することにより活性化され、細胞の成長、分化、および代謝を調節する下流シグナル伝達カスケードを引き起こします。
微小管の動的アセンブリ
微小管は細胞骨格の重要な成分であり、それらのアセンブリはGTP結合微小管タンパク質に依存しています。 GTPがGDPに加水分解された後、微小管タンパク質は微小管端から解離し、細胞分裂、形態学的維持、および材料輸送に重要な微小管の動的バランスを達成します。
医学の分野で多用途：抗ウイルスから抗腫瘍まで
グアニンとその誘導体は、医薬品研究開発において重要な役割を果たし、さまざまな抗ウイルスおよび抗腫瘍薬の中核構造です。
抗ウイルス薬
アシクロビル：グアニン類似体として、アシクロビルはヘルペスウイルスチミジンキナーゼによってリン酸化され、ウイルスDNAポリメラーゼ活性を阻害し、ウイルス複製をブロックします。単純ヘルペスウイルス（HSV）および水cell帯状疱疹ウイルス（VZV）感染症の治療に臨床的に使用されます。
ガンシクロビル：アシクロビルに構造的に類似していますが、より強い抗サイトメガロウイルス（CMV）活性があり、臓器移植レシピエントなどの免疫抑制患者のCMV感染の予防と治療に使用されます。
抗腫瘍薬
6-チオグアニン（6- tg）：抗メタボライトとして、6- tgは6-チオグアノシンヌクレオチドに変換され、体に鎖ターミネーションを引き起こし、腫瘍細胞の末期を阻害します。急性リンパ芽球性白血病（ALL）および慢性骨髄性白血病（CML）の治療に臨床的に使用されます。
フルダラビン：主に慢性リンパ球性白血病（CLL）の治療に使用されるDNA合成を阻害し、細胞アポトーシスを誘導することにより抗腫瘍効果を発揮するグアニンヌクレオシド類似体。
免疫モジュレーター
{8- Bromo-CGMPなどのグアニン誘導体は、免疫細胞機能を調節し、病原体に対する身体の防御を強化することができます。たとえば、8- Bromo-CGMPは、プロテインキナーゼG（PKG）経路を活性化することにより、T細胞増殖とサイトカイン分泌を促進します。
農業の分野における「グリーン革命」：病気の予防と制御から改善への制御から
グアニンパウダー、新しい植物免疫刺激剤として、農業疾患の予防と制御のための環境に優しい効率的なソリューションを提供します。
植物の広いスペクトル耐性を刺激します
Shandong Agricultural UniversityのDing Xinhuaが率いる研究チームは、グアニンが植物免疫系を活性化し、反応性酸素種（ROS）のバースト、Callus堆積、およびMAPKリン酸化およびその他の防御反応を誘導できることを発見しました。たとえば、100 ng/mLのグアニンでの治療は、イネ細菌の枯病と鞘の枯病の重症度を大幅に低下させる可能性があり、葉の鞘の長さが影響を受ける37％の減少を示すフィールドトライアルが示されます。
耐病性に関連する遺伝子の発現を調節します
トランスクリプトーム分析により、耐性耐性関連遺伝子（OSWRKY13やOSWRKY53など）はグアニンで処理されたイネで有意に上方制御され、負の調節遺伝子（OSWRKY76やOSWRKY45など）がダウンレギュレートされました。この遺伝子発現調節ネットワークは、病原体に対する植物の耐性を高めます。
シグナル伝達経路の相乗効果
グアニンは、エチレンおよびジャスモン酸シグナル伝達経路を介して植物耐性を誘導します。たとえば、エチレン受容体Osetr2/Osetr3およびジャスモン酸受容体OSCOI1Bは、グアニンが鞘炎に対するイネ抵抗性を刺激し、複数のシグナル伝達経路の相乗的調節のメカニズムを明らかにします。
産業および材料のための革新的な原材料科学：蛍光プローブから自己組織化材料まで
グアニンのユニークな化学的特性により、産業科学と材料科学の分野で広く適用されます。
蛍光プローブ開発
グアニン誘導体は、金属イオンまたは環境変化を検出するための蛍光プローブとして機能します。たとえば、グアニンに基づく蛍光センサーは、{0。1nmの検出限界を持つCu²⁺を特異的に認識し、環境監視のための敏感なツールを提供します。
自己組み立て材料デザイン
グアニン分子の官能基を変更することにより、自己組織化を誘導してナノ構造を形成できます。たとえば、グアニンヌクレオチド修飾ポリマーは、薬物送達または組織工学のためにミセルまたはヒドロゲルを形成できます。
化粧品添加物
グアニンクリスタルには真珠光沢があり、口紅、マニキュア、アイコスメティックの真珠光沢として広く使用されています。その非毒性と安定した特性により、化粧品業界にとって理想的な原材料となります。
グアニンヌクレオチドは、ヌクレオチドを生成する風味の重要な成分であり、イノシン酸との相乗効果は食物の新鮮さを大幅に高めることができます。
グアニンヌクレオチドのディスディウム（I+G）
I+Gは、インスタント麺、調味料、肉製品で広く使用されているグアニンヌクレオチドとイノシン酸の混合物です。そのumami強度は、グルタミン酸モノソジウム（MSG）の40倍であり、風味を高めながらナトリウム摂取量を減らすことができます。
発酵生産方法の最適化
亜種を発酵株として使用すると、栽培条件（pHや温度など）および発酵プロセス（FRBバッチ発酵など）を最適化すると、グアニンヌクレオチドの生産を大幅に増加させ、生産コストを削減できます。
環境と生態学の両刃の剣：代謝産物から汚染防止まで
の蓄積グアニンパウダー体内の代謝物（尿酸など）は病気を引き起こす可能性がありますが、その化学的特性は環境管理に新しいアイデアを提供します。
尿酸と痛風
尿酸の濃度がグアニン代謝の最終生成物が血液中で高すぎると、尿酸結晶が関節に形成され堆積し、痛風につながる可能性があります。高プリン食品の摂取量を制限し、薬を服用して尿酸を低くすることが主な治療方法です。
重金属吸着材
グアニン修飾ナノ材料は、水中の重金属イオン（Pb²⁺、cd²⁺など）を効率的に吸着させ、吸着能力{2-3}の倍の従来の材料の倍になり、水質汚染制御のための新しい方法を提供します。
本発明は、合成するための1ポットの方法に関連しているグアニンパウダー。これには、継続的に実行される次の手順が含まれています。
1。グアニジン硝酸塩をエチルシアノ酢酸で周期化して、4- diamino -6-ヒドロキシピリミジンを得た。
2。そのホルマアミド溶媒、亜硝酸ナトリウム、ホルムアミドの混合溶液と濃縮酸酸、および還元剤が添加され、窒化、還元反応、およびさらなる環化反応を実現してグアニンを得る。
本発明は「1ポット法」反応を使用して、安価で簡単に入手可能な脂肪族鎖シアノアセテートエチルエステルと硝酸グアニジンを分離なしで直接使用します。ピリミジン中間体を精製し、グアニンを1つのポットで合成して、反応条件、供給シーケンス、および割合を効果的に制御しました。さらに、製品は、高収量と便利な動作でpH値を調整することにより精製されます。
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