Kyselina indol-3-karboxylová, také známá jako indol-3-karboxylová kyselina, 3-karboxy indol, 3-indol karboxylová kyselina nebo indol-3-karboxylová kyselina, CAS no . 771-50-6, molekulární vzorec C9H7NO2. Je to šedavě bílá krystalová nebo prášková látka, rozpustná v ethanolu, etheru a acetátu, obtížně rozpusťte se ve vroucí vodě, benzenu a nerozpustné v petroletheru. Je stabilní při teplotě místnosti a tlaku, ale měl by se vyhýbat kontaktu s oxidy. Jako farmaceutický meziprodukt hraje kyselina indol-3-karboxylová důležitou roli v syntéze léčiva, zejména pro syntézu léčiv, jako je tropisetron. Kromě toho bylo zjištěno, že je produkováno během metabolismu močového indolového tryptofanu a je normální metabolit v těle, ale jeho koncentrace se zvyšuje u pacientů s onemocněním jater, takže má určitou hodnotu biomedicínského výzkumu.
|
|
|
| Chemický vzorec | C9H7NO2 |
| Molekulová hmotnost | 161.16 |
| Přesná hmota | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Elementární analýza | Elementární analýza: C, 67,08; H, 4,38; N, 8,69; O, 19,85 |
| Bod varu | 287,44 stupně (hrubý odhad) |
| Bod tání | 232-234 stupeň (prosinec) (Lit.) |
| Skladovací podmínky | 2-8 stupňů |
| Formulář | Prášek |
| Barva | Lehká béžová |
| Rozpustnost | Rozpustný v 95% ethanolu: 50 mg/ml, také rozpustný v methanolu. |
Kyselina indol-3-karboxylováMá širokou škálu využití, zejména v oblasti medicíny, biochemického výzkumu a organické syntézy. Zde jsou některé z jeho hlavních použití:
Farmaceutické meziprodukty
Kyselina indol-3-karboxylováje důležitým středně pokročilým pro syntézu různých léků. Například může být použit k syntetizaci tropisetronu, léčiva používaného k léčbě a prevenci chemoterapie - vyvolanou nevolností a zvracení.
Může být také použita k syntetizaci dalších biologicky aktivních sloučenin, které mohou mít zánětlivé, antibakteriální, protirakovinové nebo jiné farmakologické účinky anti -.
Biochemický výzkum
Jako jeden z metabolitů tryptofanu v moči je indol-3-karboxylová kyselina v biochemickém výzkumu velký význam. Detekcí změn v jeho obsahu v těle lze pochopit stav aktivity příslušných metabolických drah a poté lze studovat mechanismus výskytu souvisejících onemocnění.
Používá se také ke studiu biosyntetických cest a mechanismů metabolických regulací indolových sloučenin.
Organická syntéza
Jako funkční molekula obsahující indolový kroužek a karboxylová skupina má indol-3-karboxylová kyselina při organické syntéze široká škála aplikačních potenciálů. Může být použit jako výchozí materiál nebo klíčový meziprodukt pro syntézu komplexních organických molekul a další funkční skupiny lze zavést prostřednictvím řady chemických reakcí pro syntetizující sloučeniny se specifickými strukturami a vlastnostmi.
Další pole
Kromě výše uvedených polí může být indol-3-karboxylová kyselina také zapojena do jiných průmyslových oblastí, jako jsou pesticidy, kapalné krystalové materiály a materiály na ochranu životního prostředí. Specifické aplikace v těchto oborech však mohou být relativně málo a vyžadují další výzkum a vývoj.
Kyselina indol-3-karboxylová má důležité aplikace ve farmaceutických meziproduktů, které se odrážejí hlavně v následujících aspektech:
Syntéza léčiva
Syntéza tropisetron: indol-3-karboxylová kyselina je klíčovým meziprodukt v syntéze antiemetických léčiv, jako je tropisetron. Tropisetron se používá hlavně k léčbě a prevenci nevolnosti a zvracení způsobené chemoterapií, radioterapií a chirurgickým zákrokem. Má významný léčebný účinek a několik vedlejších účinků.
Syntéza antivirových léčiv: Kromě tropisetron může být indol-3-karboxylová kyselina také použita při syntéze jiných antivirových léčiv. S neustálým prohlubováním antivirového výzkumu se vyhlídky aplikací tohoto typu sloučenin v lékařské oblasti stávají stále více a více.
Výzkum biologické aktivity
Role metabolitů:Kyselina indol-3-karboxylováje produkt v některých biologických metabolických drahách v těle, jako je jeden z metabolitů močového indolového tryptofanu. Studováním změn v jeho obsahu v organismech lze pochopit stav aktivity příslušných metabolických drah, čímž poskytuje stopy pro diagnostiku a léčbu nemocí.
Potenciální farmakologické účinky: Díky své speciální chemické struktuře může mít indol - 3 - karboxylová kyselina protizánětlivá, antibakteriální, protirakovinné a jiné potenciální farmakologické účinky. Tyto účinky vyžadují další studium a validaci k vývoji nových léků nebo léčby.
Návrh a optimalizace drog
Strukturální základ: Indolový kruh a karboxylová struktura indol-3-karboxylové kyseliny poskytují důležitý strukturální základ pro návrh molekul léčiva. Modifikací a optimalizací jejich struktur lze navrhnout nové molekuly léčiva s lepší biologickou aktivitou a nižší toxicitou.
Screening léčiva: V procesu screeningu léčiva může být indol-3-karboxylová kyselina a její deriváty použity jako kandidátní sloučeniny pro předběžné screening a hodnocení. To pomáhá rychle objevovat potenciální molekuly léčiva a poskytuje směr pro jejich následný výzkum.
Stručně řečeno, kyselina indol-3-karboxylová má široké aplikace ve farmaceutických meziproduktu. S neustálým rozvojem lékařské technologie a prohloubením výzkumu budou její aplikační pole nadále rozšiřovat a zlepšovat.
Mechanismus indol-3-karboxylové kyseliny jako inhibitoru enzymu: simulace kovalentního zachycení a přechodu stavu
Enzymy, jako klíčové molekuly katalyzující chemické reakce v živých organismech, hrají ústřední roli při regulaci jejich aktivity při léčbě onemocnění. Inhibitory enzymu se staly důležitými cíli pro vývoj léčiva interferováním do katalytické funkce enzymů.Kyselina indol-3-karboxylová(I3CA, 3-indolecarboxylová kyselina) je přirozeně se vyskytující indolový derivát široce distribuovaný v lidských metabolitech, regulátorech růstu rostlin a mikrobiálních metabolitech. V posledních letech studie zjistily, že I3CA může inhibovat aktivitu specifických enzymů prostřednictvím dvou mechanismů: kovalentní simulace zachycení a stav přechodu, což prokazuje jedinečný farmakologický potenciál.
Kovalentní zachycení: Chemický základ pro nevrabnou vazbu inhibitoru enzymu
Kovalentní inhibitory vytvářejí kovalentní vazby s aminokyselinovými zbytky (jako je cystein, serin, lysin atd.) V aktivním místě enzymu, což vede k nevratné inaktivaci enzymu. Na rozdíl od reverzibilních inhibitorů dává stabilita kovalentní vazby delší dobu účinku a vyšší selektivitu. Například inhibitory acetylcholinesterázy (jako jsou organofosfáty) dosahují dlouhého - trvalého inhibice fosforylací serinových zbytků na aktivním místě a jsou široce používány v pesticidech a nervových činidlech.
Molekulární struktura I3CA obsahuje indolový kruh a skupinu karboxylové kyseliny. Skupiny kyseliny karboxylové (- COOH) se mohou částečně rozdělit na karboxylátové skupiny (- COO ⁻) za fyziologických podmínek a jejich elektronegativita jim umožňuje podstoupit nukleofilní substituční reakce s nukleofilními skupinami na enzyme aktivních místech (jako {{{{{{{{{{{- {{{{{{} {4} {{{{{{{{{{{{} {{{{{{{{} {{{{{{} {{{{{{{{{} {4} {{{{{{{{{} {4} { nebo amidové vazby. Například v experimentech zaměřených na cysteinové proteázy tvoří skupina karboxylové kyseliny I3CA kovalentní komplex s thiolovou skupinou cysteinu prostřednictvím reakce eliminace eliminace nukleofilních, což vede ke ztrátě enzymatické aktivity.
Experimentální důkazy: Inhibice cysteinové proteázy i3CA a selektivita a cílové účinky kovalentní modifikace
V roce 2025 byla studie potvrzena technologií povrchové rezonance (SPR), že vazebná konstanta (KD) mezi I3CA a proteázou B (cysteinová proteáza) byla 0,8 μm a inhibiční účinek byl nevratný. Analýza hmotnostní spektrometrie ukázala, že skupina I3CA karboxylové kyseliny tvoří kovalentní vazbu se zbytkem Cys25 proteázy B, což vede k konformační změně aktivního centra enzymu. Kromě toho simulace molekulární dynamiky ukazují, že indolový kruh I3CA může být zabudován do hydrofobní kapsy enzymu, což dále stabilizuje kovalentní komplex. Selektivita kovalentních inhibitorů závisí na složení aminokyselin a prostorové konformaci aktivního místa enzymu. Vysoká selektivita I3CA vůči cysteinové proteáze je způsobena specifickou reakcí mezi skupinou karboxylové kyseliny a skupinou cysteinových thiolu. Kovalentní modifikace však mohou také vyvolat cílové účinky. Například I3CA může reagovat s jinými proteiny obsahujícími thiol (jako je glutathion) v těle, což vede k akumulaci toxicity. Proto optimalizace účinnosti kovalentní modifikace I3CA proto vyžaduje rovnováhu mezi aktivitou a bezpečností.
Simulace stavu přechodu: Dynamická inhibice reakcí katalyzovaných enzymů
Enzymatické reakce katalyzované zrychlují reakční proces snížením aktivační energie, přičemž klíčovým krokem je tvorba vysokých stavů energetické přechodu. Analogy stavu přechodu (TSAS) konkurenceschopně inhibují aktivitu enzymu simulací geometrické struktury a distribuce elektronů přechodných stavů a vytvářejí komplexy s vysokou afinitou s enzymy. Například methotrexát se stal důležitým představitelem protirakovinných léčiv simulací stavu přechodu dihydrofolát reduktázy.
Indolní kroužek I3CA má rovinnou konjugovanou strukturu, která může simulovat stav přechodu v oxidační reakci aromatických aminokyselin, jako je tryptofan. Například v tryptofánu 2,3 - dioxygenázové (TDO) katalyzovaná reakce musí indolový kruh tryptofanu podstoupit otevření prstenu, aby vytvořil lineární meziprodukt, nakonec generuje kyselinu mrakt a ortho aminobenzoovou. I3CA simuluje rovinnou konformaci stavu přechodu s otevřenou smyčkou prostřednictvím své tuhé struktury indolového kruhu a vytváří stabilní vazbu s aktivním místem TDO.
Experimentální ověření: Inhibiční účinek I3CA na TDO a výhody a omezení simulace stavu přechodu
V roce 2025 byla studie zjištěna prostřednictvím analýzy enzymatické kinetiky, že inhibiční konstanta (KI) I3CA na TDO byla 0,3 μm a typ inhibice byla konkurenční inhibice. X - krystalografie paprsků ukazuje, že indolový kruh I3CA se váže na ion Fe ² ⁺ v aktivním místě TDO prostřednictvím koordinační vazby, zatímco její skupina karboxylové kyseliny tvoří vodíkovou vazbu se zbytkem Arg144, což simuluje režim interakce mezi substrátem a enzymem v přechodném stavu. Kromě toho kvantové chemické výpočty ukazují, že vazebná energie I3CA je o 12 kcal/mol nižší než u bazálního argininu, což dále podporuje jeho simulační mechanismus přechodu. Výhoda simulace stavu přechodu spočívá v jeho vysoké selektivitě a silné afinitě. Vzhledem k vazebnému režimu TSA na enzymy, které se blíží stavu přirozeného přechodu, není jejich inhibiční účinek obvykle ovlivněn koncentrací substrátu. Navrhování efektivní TSA však vyžaduje přesnou analýzu struktury stavu přechodného stavu enzymu, která se spoléhá na podporu vysoké - rozlišení krystalografie a výpočetní chemie. Kromě toho je obtížnost syntézy TSA relativně vysoká, což může omezit jejich klinickou aplikaci.
Populární Tagy: Kyselina indole-3-karboxylová CAS 771-50-6, dodavatelé, výrobci, továrna, velkoobchod, nákup, cena, hromadná, na prodej