Gambar . Struktur 5-Fluorouracil (kiri) dan timin (kanan)
5-Fluorouracil (5-FU) merupakan agen kemoterapi utama yang digunakan untuk terapi kanker kolon. 5-FU adalah antimetabolit yang bekerja secara antagonis dengan timin terhadap aktivitas enzim timidilat sintetase (TS). 5-FU merupakan prodrug, metabolisme 5-FU menghasilkan fluoridin-5′-trifosfat (FUTP) yang bergabung ke dalam RNA dan mempengaruhi fungsinya, dan fluorodeoksiuridilat (FdUMP) yang menghambat replikasi DNA.
5-Fluorouracil (5-FU) dikonversi menjadi 3 metabolit aktif utama yaitu : (1) fluoro-deoxyuridine monophosphate (FdUMP), (2) fluorodeoxyuridine triphosphate (FdUTP), dan (3) fluorouridine triphosphate (FUTP). Mekanisme utama aktivasi 5-FU adalah konversi menjadi fluorouridine monophosphate (FUMP) juga secara langsung oleh orotate phosphoribosyl transferase (OPRT), atau secara tidak langsung via fluorouridine (FUR) melalui aksi berurutan dari uridine phosphorylase (UP) dan uridine kinase (UK). FUMP kemudian difosforilasi menjadi fluorouridine diphosphate (FUDP), yang dapat juga difosforilasi lebih lanjut menjadi metabolit aktif fluorouridine triphosphate (FUTP), atau dikonversi menjadi fluorodeoxyuridine diphosphate (FdUDP) oleh ribonucleotide reductase (RR). Di sisi lain, FdUDP dapat pula di fosforilasi atau didefosforilasi menjadi metabolit aktif masing-msaing FdUTP dan FdUMP. Jalur aktivasi alternatif lainnya melibatkan thymidine phosphorylase yang mengkatalisis konversi 5-FU menjadi fluorodeoxyuridine (FUDR), kemudian difosforilasi oleh thymidine kinase (TK) dan menjadi thymidylate synthase (TS) inhibitor, FdUMP. Ada pula enzim Dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) yang mengkonversi 5-FU menjadi dihydrofluorouracil yang tidak aktif. (DHFU) adalah rate-limiting step katabolisme 5-FU pada sel normal dan sel tumor, dan proprsi dari pengrusakan menjadi metabolit tidak aktif mencapai 80% (Longley and Johnston, 2007).