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2-Thiouracil (2TU): Lab Handling & Research Application Guide

2-Thiouracil(2TU) is a sulfur-substituted pyrimidine analog widely used in RNA metabolic labeling, transcriptomics research, and thyroid hormone studies, serving as a key tool for capturing newly synthesized RNA in living cells.

化学名称
2-硫脲嘧啶(2-亚磺酰基-1H-嘧啶-4(3H)-酮)
Aladdin货号
T409049
分子式
C4H4N2OS
分子量
128.15 g/mol
主要应用
RNA代谢标记、甲状腺功能研究、抗甲状腺药物研究
溶解性
可溶于稀碱性水溶液(如NaOH溶液);在中性pH下微溶于水
储存条件
室温储存,避光防潮

什么是2-硫脲嘧啶(2TU)?

2-硫脲嘧啶(2TU)是RNA核碱基尿嘧啶的合成类似物,其2位羰基氧被硫原子取代。这一微小的化学改造赋予了该分子独特的生化特性,使其区别于天然嘧啶碱基。

在生化研究中,2TU可被细胞转录机器掺入新合成的RNA中,成为代谢RNA标记策略中不可或缺的探针。2位引入的巯基可被选择性生物素化或进行其他功能化修饰,从而实现基于亲和力的新生转录物富集,用于后续测序或定量分析。

除RNA生物学外,2-硫脲嘧啶在药理学领域也有记录,作为抗甲状腺化合物,可抑制甲状腺过氧化物酶活性,从而降低甲状腺激素合成。这一特性被广泛用于构建甲状腺功能减退实验模型及甲状腺生理学研究。

主要研究应用

1. 代谢RNA标记(TimeLapse-seq / TUC-seq方法)

在经2TU处理的细胞中,该化合物可被掺入新转录的RNA。经过规定的脉冲时间后,标记的RNA在2-硫代位点发生化学转化或生物素化,从而实现新生转录物的选择性分离或检测。该方法使研究人员无需裂解细胞进行物理分馏,即可测量RNA合成速率、半衰期及对刺激的转录响应。

2. 转录组学与RNA转换研究

将2TU脉冲标记与高通量测序(如SLAM-seq或类似方法)相结合,实验室可获得全基因组范围、链特异性的RNA动态信息。2TU掺入引入的化学特征——逆转录时产生的T-to-C错配——可在单核苷酸分辨率下直接读取新合成RNA的信息。

3. 甲状腺与内分泌研究

2TU可抑制甲状腺过氧化物酶(TPO)活性,该酶负责氧化碘化物并偶联碘酪氨酸以生成甲状腺素(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)。2TU常用于动物模型中诱导实验性甲状腺功能减退,以促进甲状腺激素调控、反馈回路及新型治疗药物评价等方面的研究。

4. 抗病毒及核苷酸化学研究

作为核碱基类似物,2TU也被用作合成和评价具有潜在抗病毒或调控特性的修饰核苷及寡核苷酸的构建单元或参考化合物。

制备与操作指南

储备液制备

2-硫脲嘧啶在中性pH的纯水中溶解度有限。制备储备液时,建议将2TU溶于稀氢氧化钠溶液(如0.1 M NaOH)以获得澄清溶液,然后用适当缓冲液中和或稀释至所需工作浓度。也可使用DMSO作为某些生物测定的共溶剂;使用前请验证其与实验体系的相容性。

工作浓度

工作浓度因应用而异。文献报道在培养细胞中进行代谢RNA标记时,浓度通常为100 µM至1 mM;但研究人员应根据具体细胞类型和实验目的对浓度及脉冲时间进行经验性优化。在啮齿动物模型的抗甲状腺药理学研究中,剂量差异较大,应参考已发表的实验方案确定。

安全注意事项

操作2-硫脲嘧啶时应遵守标准实验室安全规范。请佩戴适当的个人防护装备,包括手套、实验服和护目镜。避免吸入粉尘或气溶胶。废弃物处理须符合当地机构及法规要求。有关完整危害信息,请参阅产品随附的安全数据表(SDS)。

储存

固体化合物应密封储存于室温、避光防潮的容器中。在上述条件下,该化合物预期可长期稳定保存。配制好的储备液应分装,避光保存,如不立即使用,建议储存于–20 °C。

质量、纯度与法规说明

Aladdin Scientific提供的2-硫脲嘧啶(货号:T409049)为研究级试剂。建议研究人员在使用前核验产品检验报告(CoA)上的纯度规格,因为纯度对代谢RNA标记或酶抑制研究等灵敏测定的重现性至关重要。

本产品仅供研究使用(RUO),未经批准用于人类治疗、诊断或兽医用途。用户有责任确保遵守其所在地区适用的所有机构、国家及国际法规对化学试剂使用的规定。

如需质量咨询、特定批次CoA申请或技术支持,请联系Aladdin Scientific客户服务团队。

常见问题

制备2-硫脲嘧啶储备液推荐使用哪种溶剂?

2-硫脲嘧啶在中性pH水溶液中溶解度有限,最佳溶解方式是将其溶于稀NaOH溶液(如0.1 M),随后中和或用适当实验缓冲液稀释。DMSO可作为替代共溶剂,但使用前应确认其与生物体系的相容性。

2-硫脲嘧啶如何实现代谢RNA标记?

当细胞在含有2TU的培养基中培养时,细胞RNA聚合酶会将该化合物替代尿嘧啶掺入新转录的RNA中。所产生的2-硫尿苷残基可通过化学生物素化进行亲和富集,或在逆转录和测序过程中以T-to-C错配的形式被检测,从而使研究人员能够区分并定量新合成RNA与已有转录本。

2-硫脲嘧啶是否具有细胞毒性?如何选择工作浓度?

与许多核碱基类似物一样,2TU在高浓度或长时间暴露下可能表现出细胞毒性。研究人员应在进行代谢标记实验前,通过剂量-反应活力测定,针对其特定细胞系经验性确定最大耐受浓度。文献报道的细胞RNA标记工作浓度通常为100 µM至1 mM,但这些数值应作为起始参考,而非通用标准。

如何储存2-硫脲嘧啶以保持其稳定性?

固体化合物应密封储存于室温、避光防潮的容器中。配制好的储备液应分装后于–20 °C避光储存,并尽量减少反复冻融次数,以保持化合物的完整性。

2-硫脲嘧啶与4-硫尿苷在RNA标记中有何区别?

两种化合物均为用于代谢RNA标记的含硫嘧啶类似物,但其硫取代位置和生物处理方式不同。4-硫尿苷(4sU)是一种核苷,可直接磷酸化后掺入RNA,是SLAM-seq及相关方法中更常用的试剂。2-硫脲嘧啶(2TU)为游离碱基形式,可能通过细胞补救途径以不同方式处理。两者之间的选择取决于生物体、细胞类型及具体实验需求。

参考文献

  1. Reichholf B, et al. Time-Resolved Small RNA Sequencing Unravels the Molecular Principles of MicroRNA Homeostasis. Molecular Cell. 2019.
  2. Duffy EE, et al. Transcription-coupled changes in nuclear mobility of mammalian cis-regulatory elements. Science. 2019.
  3. Schofield JA, et al. TimeLapse-seq: adding a temporal dimension to RNA sequencing through nucleoside recoding. Nature Methods. 2018.
  4. Kindler J. Antithyroid compounds. In: Comprehensive Medicinal Chemistry. Elsevier. (Reference textbook-level source for 2TU antithyroid mechanism.)

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《2-Thiouracil (2TU): Lab Handling & Research Application Guide》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年9月21日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/2-thiouracil-2tu-lab-handling-research-application-guide.html
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