Kaikki elävät organismit syntetisoivat jatkuvasti uutta deoksiribonukleiinihappoa (DNA) ja korjaavat vaurioitunutta DNA: ta. Tymidylaattisyntaasi (TS) on proteiini, jota esiintyy kaikissa organismeissa, jotka tuottavat DNA: ta. Se osallistuu tymidiinin tuottamiseen, joka on yksi nukleiinihapoista, joita käytetään DNA: n biosynteesissä ja korjaamisessa.
DNA koostuu kaksoiskierrestä, jossa on kaksi yhdistelmää nukleiinihappoja, jotka voivat sitoa toisiaan muodostaakseen tämän rakenteen. Sytosiini sitoo guanidiinia, kun taas adenosiini sitoo tymidiiniä. Tymidylaattisyntaasi on keskeinen entsyymi tymidiinin tuotantopolussa. Se säätelee näiden nukleiinihappojen neljän esiasteen saantia. Ilman tätä entsyymiä organismit kehittyvät epänormaalisti tai kuolevat.
Yhdisteissä, jotka ovat aineenvaihdunnan välittäjiä, kuten tymidiinisynteesiin osallistuvissa, on usein kiinnittyneitä korkean energian fosfaattiryhmiä. Tällaisten kemikaalien katsotaan olevan fosforyloituja. Eniten energiaa, jonka fosfaattimolekyyleistä voi saada, saadaan kolmimolekyylisestä ryhmästä, jota kutsutaan trifosfaattiryhmäksi. Kun fosfaattisidokset pilkotaan, prosessi tuottaa energiaa.
Koska tymidylaattisyntaasi on entsyymi, se katalysoi reaktiot tapahtua nopeammin kuin ne tapahtuisivat ilman sitä. TS: n nukleiinihapposubstraatti on uridiinimonofosfaatti (dUMP). Se katalysoi metyyliryhmän CH3 lisäämisen dUMP: ään tymidiinimonofosfaatin (dTMP) tuottamiseksi. Tähän molekyyliin lisätään muita entsyymejä lisääviä fosfaattiryhmiä dTMP3: n tuottamiseksi. Erittäin fosforyloitua yhdistettä käytetään tymidiinin lähteenä sisällytettäväksi vaurioituneisiin ja vasta muodostaviin DNA -ketjuihin.
Entsyymi toimii yhdessä pelkistetyn foolihappojohdannaisen kanssa, jota kutsutaan 5,10-metyleenitetrahydrofolaatiksi tai lyhyesti 5-M: ksi. Lisäyhdiste, joka tuotetaan yhdessä dTMP: n kanssa, on dihdyrofolaatti. Tämä on foolihapon johdannainen, joka tunnetaan myös nimellä B10 -vitamiini.
Koska tymidylaattisyntaasilla on niin tärkeä rooli DNA -synteesissä, se on ollut farmaseuttisten tutkimusten kohde. Ilman tätä entsyymiä DNA: ta ei syntetisoida. Usein syöpäkudos kasvaa nopeammin kuin ympäröivä normaali kudos. Siten tällainen syöpäkudos syntetisoi DNA: ta nopeammin. Nukleiinihapposynteesin estäjät ovat loogisia ehdokkaita testattavaksi syövänvastaisina aineina.
Tymidylaattisyntaasin estäjät ovat osoittautuneet potentiaalisiksi hallitsemaan tietyntyyppisiä syöpiä ihmisillä. Erityisesti paksusuolen syövät näyttävät alttiilta tällaisille yhdisteille. Onnistuneita estäjiä ovat fluorourasiili ja folaatin kaltaiset kemikaalit. TS -estäjien tehokkuus syövän hoidossa näyttää olevan korkeampi kasvaimilla, joilla on alhainen TS -ilmentymisnopeus verrattuna kasvaimiin, jotka tuottavat suuremman määrän entsyymiä.