Genomic Uracil: Evolution, Biology, Immunology and Disease

索书号：Q526/G335/2018/Y

ISBN：9789813233492

藏书地点：武大外教中心

核苷酸是核糖核酸及脱氧核糖核酸的基本组成单位，是体内合成核酸的前身物。核苷酸随着核酸分布于生物体内各器官、组织、细胞的核及胞质中，并作为核酸的组成成分参与生物的遗传、发育、生长等基本生命活动。生物体内还有相当数量以游离形式存在的核苷酸。根据糖的不同，核苷酸有核糖核苷酸及脱氧核苷酸两类。根据碱基的不同，又有腺嘌呤核苷酸(腺苷酸，AMP)、鸟嘌呤核苷酸(鸟苷酸，GMP)、胞嘧啶核苷酸(胞苷酸， CMP)、尿嘧啶核苷酸(尿苷酸，UMP)、胸腺嘧啶核苷酸(胸苷酸，TMP)及次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸，IMP)等。核苷酸中的磷酸又有一分子、两分子及三分子几种形式。此外，核苷酸分子内部还可脱水缩合成为环核苷酸。

尿嘧啶是RNA特有的碱基，相当于DNA中的胸腺嘧啶(T)。是组成RNA四种构成的碱基之一。在DNA的转录时取代 DNA 中的胸腺嘧啶，与腺嘌呤配对。将尿嘧啶甲基化即得胸腺嘧啶 (T)。肝是体内从头合成嘧啶核苷酸的主要器官。嘧啶核苷酸从头合成的原料是天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2等。反应过程中的关键酶在不同生物体内有所不同，在细菌中，天冬氨酸氨基甲酰转移酶是嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶;而在哺乳动物细胞中，嘧啶核苷酸合成的调节酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ。主要合成过程:形成的第一个嘧啶核苷酸是乳氢酸核苷酸(OMP)，进而形成尿嘧啶核苷酸(UMP)，UMP在一系列酶的作用下生成CTP。嘧啶核苷酸从头合成的特点是先合成嘧啶环，再磷酸核糖化生成核苷酸。

近年来，美国宇航局埃姆斯研究中心的科学家一直在模拟星际空间环境。他们将含尿嘧啶的冰样本置与实验室的模拟太空环境中，暴露在紫外线的照射下，最终得到了核糖核酸(RNA)特有的碱基——尿嘧啶。尿嘧啶是RNA中的重要成分，是构成地球生命的源泉。此前，科学家们已经发现陨星中存在嘧啶，而此实验证明，嘧啶能吸收宇宙辐射，在太空环境下转变为尿嘧啶。研究人员认为，在地球形成之初，生命的“基石”可能在太空中早已生成，它们降到地球上，为生命起源创造了条件。在广袤的太空中，类似情况可能在任何一颗行星上。

癌症是生活中比较常见的恶性肿瘤，对人的身体健康造成很大影响，患者在发生之后没有经过治疗，在短时间内会引发死亡。对于早期的癌症可以通过手术来进行治疗，中晚期的癌症可以使用化疗或放疗、抗肿瘤的药物，来控制病情发展，提高生活质量。治疗癌症的药物有很多，尿嘧啶比较常见，因为尿嘧啶是氟尿嘧啶主要原材料，具有抗肿瘤抗代谢的功效。这种药物可以干扰DNA的形成，抑制核糖核酸，一般治疗各种类型的癌症，比如直肠癌，胃癌，乳腺癌，卵巢癌，以及皮肤癌和膀胱癌。氟尿嘧啶是在1957年根据一定设想而合成的第一代抗代谢药，是目前应用最广的抗肿瘤药物，在肿瘤内科学中占有重要的地位。5-氟尿嘧啶在1957年由Duschinsky等合成，同年由Curreri及Ausfield首先试用于临床。C-F键特别稳定，在代谢过程中不易分解；氟化物的体积与原化合物几乎相等，分子水平代替正常代谢物。5-FU在体内先转变为氟尿嘧啶核苷(5-FUR)及氟尿嘧啶脱氧核苷(5-FUdR)，它们进一步转变为相应的一、二、三磷酸核苷和脱氧核苷(5-FUdRP)。5-FUdRP可抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶(Thmidylate synthetase，TS)活力，从而阻断dUMP甲基化形成dTMP的过程，产生“无胸腺嘧啶死亡(thamihe-less death)”，使细胞增殖停止于S期(DNA合成期)而死亡。在体内还可代谢为三磷酸氟尿嘧啶，并以伪代谢物的身份参与RNA的合成，从而干扰RNA的正常生理功能。RNA中以rRNA含量最多，5-FU参与RNA合成后，即可抑制内切酶催化反应，使rRNA前体物45S不能转变为正常的28S及成熟的18S产物，mRNA的功能(包括转录及翻译功能)均受到干扰。在肝及其它组织中二氢尿嘧啶脱氢酶(dihedrouridine dehydrogenase)首先代谢为5-氟二氢尿嘧啶(5-fluoro-dihydrouracil)，而后进一步代谢为α-氟-β-丙氨酸(α-fuoro-β-alanine)、尿素及CO2(60%~80%)。

《基因组尿嘧啶——进化、生物学、免疫学与疾病》一书于2018年由World Scientific出版社出版，作者是Geir Slupphaug和Hans Einar Krokan。这本书描述了进化中的基因组尿嘧啶。作为适应性和先天免疫反应中的DNA成分，以及作为致癌的突变损伤，基因组尿嘧啶与生命一样古老，可能是古生物时期自我复制分子的组成部分。第一批活细胞可能在DNA中含有尿嘧啶，后来被胸腺嘧啶取代。自2015 年诺贝尔化学奖授予DNA 修复机制的研究后，基因组尿嘧啶成为了人们广泛关注的研究热点。诺贝尔奖获得者托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)的开创性工作是将DNA胞嘧啶自发脱氨为尿嘧啶(Uracil)，随后他发现了尿嘧啶-DNA糖基化酶(Uacil-DNA Glycoylase)，该酶启动了碱基切除修复(BER)中基因组尿嘧啶的修复。尿嘧啶-DNA糖基化酶存在于所有生命形式和DNA病毒中，在DNA修复、复制和表观遗传学中发挥作用。随后，AID/APOBEC脱氨酶催化DNA胞嘧啶脱氨的发现表明，基因组尿嘧啶与人类癌症的发生有关。此外，基因组尿嘧啶因其在适应性免疫中的重要作用而受到免疫学家和癌症生物学家的广泛关注。因此，基因组尿嘧啶与不同研究领域的研究人员高度相关，但目前还没有以跨学科的方式处理基因组尿嘧啶的出版文本。本书的作者在过去的三十年里一直致力于基因组尿嘧啶及其加工的研究，是该领域论文被引用最多的作者之一。本书为研究生、分子生物学家、免疫学家和癌症生物学家提供了基因组尿嘧啶的进化、生物学、免疫学以及与疾病相关的参考信息。

本书作为研究尿嘧啶进化、生物学、免疫学与疾病的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：

1、本书不仅介绍了尿嘧啶相关的基础知识，还详细介绍了方法和技术，并结合具体实例的应用，使读者能够更加全面地了解尿嘧啶相关研究的发展与进步。

2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。

3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，并予以注解，大大方便了大家在阅读过程中对尿嘧啶研究的专业术语的认知。

4、本书最鲜明的特点就是，图片生动形象，语言浅显易懂。语言介绍的同时，附上可以说明问题的图片，本来复杂枯燥的尿嘧啶相关知识变得简单易懂，增加了本书的趣味性，对于初学者有很大的帮助。

本书目录

1.前言-DNA修复与许多细胞过程相结合

2.地球、生命和基因组尿嘧啶

3.DNA中的尿嘧啶

4.基因组尿嘧啶修复的酶学

5.病毒尿嘧啶-尿嘧啶DNA糖基化酶和dUTP酶

6.基因组尿嘧啶与免疫

7.基因组尿嘧啶与癌症

8.基因组尿嘧啶的定量

9.基因组尿嘧啶--分子生物学中有价值的工具，但在古DNA测序中存在固有问题

兰天武汉大学生命科学学院硕士研究生