Введение
Химическое соединение
Тимидин (символ dT или dThd), также известный как дезокситимидин, дезоксирибозильтимин или тимин дезоксирибозид, является пиримидиновым дезоксинуклеозидом. Дезокситимидин – это ДНК-нуклеозид T, который образует пару с дезоксиаденозином (A) в двухцепочечной ДНК. В клеточной биологии он используется для синхронизации клеток в G1/ранней S-фазе. Префикс «дезокси» часто опускается, поскольку в синтезе РНК не участвуют предшественники тимина. До резкого увеличения использования тимидина, вызванного потребностью в нем при производстве антиретровирусного препарата азидотимидина (АЗТ), большая часть мирового производства тимидина осуществлялась из спермы сельди. Тимидин встречается почти исключительно в ДНК, но также присутствует в Т-петле тРНК.
Структура и свойства
В своем составе дезокситимидин представляет собой нуклеозид, состоящий из дезоксирибозы (пентозного сахара), соединенной с пиримидиновым основанием тимином. Дезокситимидин может быть фосфорилирован с одной, двумя или тремя группами фосфорной кислоты, образуя dTMP (дезокситимидинмонофосфат), dTDP или dTTP (для ди- и трифосфатов соответственно). Он существует в твердой форме в виде небольших белых кристаллов или белого кристаллического порошка. Молекулярная масса составляет 242,229 u, а температура плавления – 185 °C. Стабильность дезокситимидина при стандартной температуре и давлении (СТП) очень высока. Дезокситимидин нетоксичен и, являясь одним из четырех нуклеозидов в ДНК, представляет собой природное соединение, присутствующее во всех живых организмах и ДНК-вирусах. Вместо тимидина в РНК содержится уридин (урацил, соединенный с рибозой). Урацил химически очень похож на тимин, также известный как 5-метилурацил. Поскольку нуклеотиды тимина являются предшественниками ДНК (но не РНК), префикс "дезокси" часто опускается, то есть дезокситимидин часто называют просто тимидином. Тимидин классифицируется как химический тератоген.
Модифицированные аналоги
Йододеоксиуридин является радиосенсибилизатором и увеличивает количество повреждений ДНК, вызванных ионизирующим излучением. Азидотимидин (AZT) используется для лечения ВИЧ-инфекции. AZT ингибирует процесс обратной транскрипции – критически важный этап в жизненном цикле вируса. Радиоактивно меченый тимидин (TdR), такой как тритированный тимидин (3H TdR), обычно используется в анализах на пролиферацию клеток. Тимидин включается в делящиеся клетки, и уровень этого включения, измеряемый с помощью жидкостного сцинтилляционного счетчика, пропорционален степени пролиферации клеток. Например, пролиферацию лимфоцитов можно измерить таким образом при лимфопролиферативных заболеваниях. Бромдеоксиуридин (BrdU) – еще один аналог тимидина, который часто используется для выявления пролиферирующих клеток в живых тканях. 5-Этинил-2'-дезоксиуридин (EdU) является аналогом тимидина, который включается в ДНК делящихся клеток и используется для оценки синтеза ДНК в клеточных культурах или живых тканях. Его можно визуализировать путем ковалентного связывания с флуоресцентным азидом с использованием клик-химии, которая является менее агрессивной, чем условия, используемые для выявления эпитопа для антител к BrdU. Эдоксудин – это противовирусный препарат. Телбивудин (β-L-2'-дезокситимидин, LdT) является немодифицированным "неестественным" L-энантиомером тимидина, который использовался для лечения хронического гепатита B.
Дисбаланс тимидина вызывает мутацию и рекомбинацию
Во время роста бактериофага Т4 избыток тимидина повышает частоту мутаций. Недостаток тимидина во время роста также повышает частоту мутаций. Высокие уровни тимидилата оказались мутагенными и рекомбиногенными, в то время как дефицит тимидилата был рекомбиногенным, но лишь незначительно мутагенным.