Indol-3-karboksylsyre, også kjent som indol-3-karboksylsyre, 3-karboksi indol, 3-indol karboksylsyre eller indol-3-karboksylsyre, CAS NO . 771-50-6, molekylær formel C9H7NO2. Det er et gråaktig hvit krystall eller pulveraktig stoff, oppløselig i etanol, eter og acetat, vanskelig å oppløses i kokende vann, benzen og uoppløselig i petroleumeter. Det er stabilt ved romtemperatur og trykk, men bør unngå kontakt med oksider. Som et farmasøytisk mellomprodukt spiller indol-3-karboksylsyre en viktig rolle i medikamentsyntese, spesielt for syntese av medisiner som Tropisetron. I tillegg har det vist seg å bli produsert under metabolismen av urinindol -tryptofan og er en normal metabolitt i kroppen, men konsentrasjonen øker hos pasienter med leversykdom, så den har en viss biomedisinsk forskningsverdi.
|
|
|
| Kjemisk formel | C9H7NO2 |
| Molekylvekt | 161.16 |
| Nøyaktig masse | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Elementær analyse | Elementanalyse: C, 67.08; H, 4.38; N, 8.69; O, 19.85 |
| Kokepunkt | 287,44 grad (grovt estimat) |
| Smeltepunkt | 232-234 grad (des.) (Lit.) |
| Lagringsforhold | 2-8 grad |
| Form | Pulver |
| Farge | Lys beige |
| Løselighet | Løselig i 95% etanol: 50 mg/ml, også oppløselig i metanol. |
Indol-3-karboksylsyrehar et bredt spekter av bruksområder, hovedsakelig innen medisin, biokjemisk forskning og organisk syntese. Her er noen av hovedbrukene:
Farmasøytiske mellomprodukter
Indol-3-karboksylsyreer et viktig mellomprodukt for syntese av en rekke medisiner. For eksempel kan det brukes til å syntetisere tropisetron, et medikament som brukes til å behandle og forhindre cellegift - indusert kvalme og oppkast.
Det kan også brukes til å syntetisere andre biologisk aktive forbindelser som kan ha anti - inflammatoriske, antibakterielle, kreftfremkallende eller andre farmakologiske effekter.
Biokjemisk forskning
Som en av metabolittene av urinindolens tryptofan, er indol-3-karboksylsyre av stor betydning i biokjemisk forskning. Ved å oppdage endringene i innholdet i kroppen, kan aktivitetstilstanden til de relevante metabolske traséene forstås, og da kan mekanismen for forekomst av relaterte sykdommer studeres.
Det brukes også til å studere de biosyntetiske traséene og metabolske reguleringsmekanismer for indolforbindelser.
Organisk syntese
Som et funksjonelt molekyl som inneholder en indolring og en karboksylgruppe, har indol-3-karboksylsyre et bredt spekter av påføringspotensial i organisk syntese. Det kan brukes som et startmateriale eller nøkkel -mellomprodukt for syntese av komplekse organiske molekyler, og andre funksjonelle grupper kan introduseres gjennom en serie kjemiske reaksjoner for å syntetisere forbindelser med spesifikke strukturer og egenskaper.
Andre felt
I tillegg til feltene ovenfor, kan indol-3-karboksylsyre også være involvert i andre bransjefelt som plantevernmidler, flytende krystallmaterialer og miljøvernmaterialer. Imidlertid kan de spesifikke applikasjonene på disse feltene være relativt få og krever videre forskning og utvikling.
Indol-3-karboksylsyre har viktige anvendelser i farmasøytiske mellomprodukter, hovedsakelig reflektert i følgende aspekter:
Medikamentsyntese
Syntese av tropisetron: Indol-3-karboksylsyre er et sentralt mellomprodukt i syntesen av antiemetiske medisiner som tropisetron. Tropisetron brukes hovedsakelig til å behandle og forhindre kvalme og oppkast forårsaket av cellegift, strålebehandling og kirurgi. Det har betydelig helbredende effekt og få bivirkninger.
Syntese av antivirale medisiner: I tillegg til tropisetron, kan indol-3-karboksylsyre også brukes i syntesen av andre antivirale medisiner. Med kontinuerlig utdyping av antiviral forskning, blir applikasjonsutsiktene for denne typen forbindelser i det medisinske feltet mer og mer brede.
Biologisk aktivitetsforskning
Rollen til metabolitter:Indol-3-karboksylsyreer et produkt i visse biologiske metabolske veier i kroppen, for eksempel en av metabolittene til urinindolens tryptofan. Ved å studere endringer i innholdet i organismer, kan aktivitetsstatusen til relevante metabolske veier forstås, og dermed gi ledetråder for diagnose og behandling av sykdommer.
Potensielle farmakologiske effekter: På grunn av dens spesielle kjemiske struktur, kan indol - 3 - karboksylsyre ha antiinflammatoriske, antibakterielle, anti-kreft og andre potensielle farmakologiske effekter. Disse effektene krever ytterligere studier og validering for å utvikle nye medisiner eller behandlinger.
Medikamentdesign og optimalisering
Strukturelt grunnlag: Indolringen og karboksylstrukturen til indol-3-karboksylsyre gir et viktig strukturelt grunnlag for utforming av medikamentmolekyler. Ved å endre og optimalisere strukturene deres, kan nye medikamentmolekyler med bedre biologisk aktivitet og lavere toksisitet utformes.
Medikamentscreening: I medikamentscreeningsprosessen kan indol-3-karboksylsyre og dens derivater brukes som kandidatforbindelser for foreløpig screening og evaluering. Dette hjelper til med å raskt oppdage potensielle medikamentmolekyler og gir retning for deres påfølgende forskning.
Oppsummert har indol-3-karboksylsyre brede påføringsmuligheter i farmasøytiske mellomprodukter. Med kontinuerlig fremgang av medisinsk teknologi og utdyping av forskning, vil anvendelsesfeltene fortsette å utvide og forbedre seg.
Mekanisme for indol-3-karboksylsyre som en enzymhemmer: kovalent fangst- og overgangstilstandssimulering
Enzymer, ettersom nøkkelmolekyler katalyserer kjemiske reaksjoner i levende organismer, spiller en sentral rolle i å regulere deres aktivitet i sykdomsbehandling. Enzymhemmere har blitt viktige mål for medikamentutvikling ved å forstyrre den katalytiske funksjonen til enzymer.Indol-3-karboksylsyre(I3CA, 3-indolecarboxylic acid) er et naturlig forekommende indolderivat bredt distribuert i humane metabolitter, plantevekstregulatorer og mikrobielle metabolitter. De siste årene har studier funnet at I3CA kan hemme aktiviteten til spesifikke enzymer gjennom to mekanismer: kovalent fangst- og overgangstilstandssimulering, og demonstrerer unikt farmakologisk potensial.
Kovalent fangst: Det kjemiske grunnlaget for irreversibel enzymhemmerbinding
Kovalente hemmere danner kovalente bindinger med aminosyrerester (som cystein, serin, lysin, etc.) på det aktive stedet til enzymet, noe som fører til irreversibelt enzym inaktivering. I motsetning til reversible hemmere, gir stabiliteten til kovalent binding den en lengre virkningsvarighet og høyere selektivitet. For eksempel oppnår acetylkolinesteraseinhibitorer (slik som organofosfater) lang - varig hemming ved fosforylering av serinrester på det aktive stedet, og er mye brukt i plantevernmidler og nervemidler.
Molekylstrukturen til I3CA inneholder en indolring og en karboksylsyregruppe. Karboksylsyregrupper (- COOH) kan delvis dekke seg til karboksylatgrupper (- COO ⁻) under fysiologiske forhold, og deres elektronegativitet lar dem gjennomgå nukleofil substitusjonsreaksjon THIOESTER ELLER AMIDE BONDER. For eksempel, i eksperimenter rettet mot cysteinproteaser, danner karboksylsyregruppen av I3CA et kovalent kompleks med tiolgruppen av cystein gjennom nukleofil tilsetnings eliminasjonsreaksjon, noe som resulterer i tap av enzymaktivitet.
Eksperimentelle bevis: Inhibering av cysteinprotease ved I3CA og selektivitet og utenfor måleffekter av kovalent modifisering
I 2025 bekreftet en studie gjennom Surface Plasmon Resonance (SPR) -teknologi at bindingskonstanten (KD) mellom I3CA og protease B (en cysteinprotease) var 0,8 μ m, og den hemmende effekten var irreversibel. Massespektrometri -analyse viste at karboksylsyregruppen av I3CA danner en kovalent binding med Cys25 -resten av protease B, noe som fører til en konformasjonsendring i enzymets aktive senter. I tillegg indikerer molekylær dynamikk -simuleringer at indolringen til I3CA kan være innebygd i den hydrofobe lommen til enzymet, noe som ytterligere stabiliserer det kovalente komplekset. Selektiviteten til kovalente hemmere avhenger av aminosyresammensetningen og romlig konformasjon av det enzymet aktive stedet. Den høye selektiviteten til I3CA mot cysteinprotease skyldes den spesifikke reaksjonen mellom dens karboksylsyregruppe og cystein -tiolgruppe. Imidlertid kan kovalente modifikasjoner også utløse måleffekter. For eksempel kan I3CA reagere med andre tiol som inneholder proteiner (for eksempel glutation) i kroppen, noe som fører til akkumulering av toksisitet. Derfor krever optimalisering av den kovalente modifikasjonseffektiviteten til I3CA en balanse mellom aktivitet og sikkerhet.
Simulering av overgangstilstand: Dynamisk hemming av enzymkatalyserte reaksjoner
Enzymkatalyserte reaksjoner akselererer reaksjonsprosessen ved å redusere aktiveringsenergien, og nøkkeltrinnet er dannelsen av høy - energiovergangstilstander. Overgangstilstandsanaloger (TSAs) inhiberer konkurransedyktig enzymaktivitet ved å simulere den geometriske strukturen og elektronfordelingen av overgangstilstander, og danne høye affinitetskomplekser med enzymer. For eksempel har metotreksat blitt en viktig representant for kreftmedisiner ved å simulere overgangstilstanden til dihydrofolatreduktase.
Indolringen til I3CA har en plan konjugert struktur, som kan simulere overgangstilstanden i oksidasjonsreaksjonen av aromatiske aminosyrer som tryptofan. For eksempel, i tryptofan 2,3 - dioxygenase (TDO) katalysert reaksjon, må indolringen til tryptofan gjennomgå ringåpning for å danne et lineært mellomprodukt, og til slutt generere maursyre og orto aminobenzosyre. I3CA simulerer den plane konformasjonen av åpen overgangstilstand gjennom den stive indolringstrukturen, og danner stabil binding med TDO-aktive stedet.
Eksperimentell verifisering: Den hemmende effekten av I3CA på TDO og fordelene og begrensningene ved overgangstilstandssimulering
I 2025 ble en studie funnet gjennom enzymkinetikkanalyse at hemmingskonstanten (KI) til I3CA på TDO var 0,3 μ m, og hemmingstypen var konkurransedyktig hemming. X - Ray Crystallography viser at indolringen til I3CA binder seg til Fe ² ⁺ ion på det TDO -aktive stedet gjennom en koordineringsbinding, mens dens karboksylsyregruppe danner en hydrogenbinding til Arg144 -resten, simulerer interaksjonsmodus mellom understrømmen og enzymen i transisjonen, overgangen, simulering av interaksjonsmodus mellom substratet. I tillegg indikerer kvantekjemiske beregninger at bindingsenergien til I3CA er 12 kcal/mol lavere enn den for basal arginin, noe som ytterligere støtter dens simuleringsmekanisme for overgangstilstand. Fordelen med simulering av overgangstilstand ligger i dens høye selektivitet og sterke affinitet. På grunn av bindingsmodus for TSAs til enzymer som er nær den naturlige overgangstilstanden, påvirkes deres hemmende effekt vanligvis ikke av underlagskonsentrasjon. Utforming av effektiv TSA krever imidlertid presis analyse av enzymets overgangstilstandsstruktur, som er avhengig av støtte fra høy - oppløsningskrystallografi og beregningskjemi. I tillegg er syntesevanskeligheten til TSAs relativt høy, noe som kan begrense deres kliniske anvendelse.
Populære tags: Indol-3-karboksylsyre CAS 771-50-6, leverandører, produsenter, fabrikk, grossist, kjøp, pris, bulk, til salgs