简介
鸟苷-3',5'-环一磷酸（cGMP）是一种环状核苷酸单体，它在生物体内作为信号分子发挥作用，尤其在调节细胞功能方面。其通常呈现为白色结晶粉末，具有良好的水溶性，可溶于生理盐水和多种缓冲溶液中，但在有机溶剂中的溶解度较低。鸟苷-3ˊ,5ˊ-环一磷酸的电化学性质使其适用于开发电化学传感器和检测方法，用于检测和定量RNA聚合反应的产物。
鸟苷-3ˊ,5ˊ-环一磷酸的性状
制备
方法一：核苷（1mmol）在P2O5上干燥，加热溶解在新鲜蒸馏的三甲基或磷酸三乙酯（5ml）中。将溶液冷却至室温，新鲜蒸馏的POCl3。加入（186μL,2mmol），在0℃下搅拌。在甲醇/100mM甲酸三乙铵缓冲液的十八烷基改性硅胶上，用高效液相色谱法监测反应。当核苷完全反应后，将混合物加入0.08MKOH在H2O/MeCN（4:6,120mL）中的搅拌混合物中，温度为0°C。随后，立即用aq，HCl中和混合物，然后蒸发至5ml的体积。用干EuO（2×100ml）提取该残留物。残渣悬浮在MeOH（100ml）中沉淀不溶性盐，过滤掉。滤液采用等重柱色谱法（25cm×3cm），用0.1M甲酸三乙铵缓冲液在甲醇中分离。冻干含有部分的产物产生鸟苷-3ˊ,5ˊ-环一磷酸酸[1]。
方法二：在进行任何反应之前，用溶液清洗所有反应容器。向每个反应容器中加入10ml的酰胺和0.264g的CePO4。将试管加热至170°C，并在该温度下保持48小时。以0.2l/min的容积流量连续向反应容器内注入氮气。用紫外365nmLED（18.6mW/cm2，照射面积1.45cm2）照射一半样品，另一半样品保持在黑暗中。反应时间为48小时，在14000rpm的转速下离心10分钟，将液体从催化剂中分离出来。将0.1ml液相引入旋转蒸发器（90°C，2小时，真空）。蒸发溶剂，将粗品溶解于0.5mlhplc级水中得到标题化合物鸟苷-3ˊ,5ˊ-环一磷酸[2]。
用途
鸟苷-3',5'-环一磷酸（cGMP）是一种环核苷酸，可以自发聚合形成RNA寡核苷酸，尤其是在模拟太古地球的前生物条件下。cGMP的聚合被认为是形成首个RNA寡核苷酸序列的重要中间步骤。在实验中，cGMP与RNA寡核苷酸混合时，会在热石墨电极（PGE）表面共吸附，但cGMP可以通过特定的处理方法选择性地从电极表面脱附。具体地，使用不同测试的表面活性剂溶液（如SDS、Tween20或TritonX100）或在提高温度的去离子水中洗涤，可以有效地从电极表面去除cGMP。这一选择性脱附方法对于分析聚合反应的产物特别有用，尤其是在混合物中存在大量cGMP时，能够避免由于cGMP共吸附产生的鸟嘌呤（G）氧化信号而导致的假阳性结果。通过这种方法，可以更准确地检测和定量RNA寡核苷酸[3]。
参考文献
[1] Genieser, H. G.; et al. Synthesis of the 3',5'-cyclic phosphates from unprotected nucleosides. By: Genieser, H. G.; et al. Synthesis (1989), (1), 53-4.
[2] Cerium phosphate-assisted formation of nucleosides and nucleotides from formamide in a one-pot (photo)catalytic reaction. By: Gilboa, Shoval; et al. ChemRxiv (2023), 1-16.
[3] Hesko, O., Fojta, M., & ?pa?ek, J. (2021). A simple electroanalysis of polyG RNA in mixtures with 3′,5′-cyclic guanosine monophosphate achieved by selective desorption of the monomers from the electrode surface. Journal of Electroanalytical Chemistry, 901, 115773.