Indol-3-carboxylsyre, også kendt som indol-3-carboxylsyre, 3-carboxy indol, 3-indol carboxylsyre eller indol-3-carboxylsyre, CAS NO . 771-50-6, molekylær formel C9H7NO2. Det er et grålig hvidt krystal- eller pulveragtigt stof, opløseligt i ethanol, ether og acetat, vanskeligt at opløses i kogende vand, benzen og uopløselig i petroleumsether. Det er stabilt ved stuetemperatur og tryk, men bør undgå kontakt med oxider. Som et farmaceutisk mellemprodukt spiller indol-3-carboxylsyre en vigtig rolle i lægemiddelsyntese, især til syntese af medikamenter, såsom tropisetron. Derudover har det vist sig at være produceret under metabolismen af urinindol -tryptophan og er en normal metabolit i kroppen, men dens koncentration øges hos patienter med leversygdom, så den har en vis biomedisk forskningsværdi.
|
|
|
| Kemisk formel | C9H7NO2 |
| Molekylvægt | 161.16 |
| Nøjagtig masse | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Elementær analyse | Elementær analyse: C, 67,08; H, 4,38; N, 8.69; O, 19.85 |
| Kogepunkt | 287,44 grad (groft estimat) |
| Smeltepunkt | 232-234 grad (dec.) (Lit.) |
| Opbevaringsbetingelser | 2-8 grad |
| Form | Pulver |
| Farve | Lys beige |
| Opløselighed | Opløselig i 95% ethanol: 50 mg/ml, også opløselig i methanol. |
Indol-3-carboxylsyreHar en bred vifte af anvendelser, hovedsageligt inden for medicin, biokemisk forskning og organisk syntese. Her er nogle af dens vigtigste anvendelser:
Farmaceutiske mellemprodukter
Indol-3-carboxylsyreer et vigtigt mellemprodukt til syntese af en række lægemidler. For eksempel kan det bruges til at syntetisere tropisetron, et lægemiddel, der bruges til at behandle og forhindre kemoterapi - induceret kvalme og opkast.
Det kan også bruges til at syntetisere andre biologisk aktive forbindelser, der kan have anti - inflammatorisk, antibakteriel, anticancer eller andre farmakologiske virkninger.
Biokemisk forskning
Som en af metabolitterne af urinindol-tryptophan er indol-3-carboxylsyre af stor betydning i biokemisk forskning. Ved at registrere ændringerne i dets indhold i kroppen kan aktivitetstilstanden for de relevante metaboliske veje forstås, og derefter kan mekanismen for forekomsten af beslægtede sygdomme undersøges.
Det bruges også til at undersøge de biosyntetiske veje og metaboliske reguleringsmekanismer for indolforbindelser.
Organisk syntese
Som et funktionelt molekyle, der indeholder en indolring og en carboxylgruppe, har Indole-3-carboxylsyre en lang række anvendelsespotentiale i organisk syntese. Det kan bruges som udgangsmateriale eller nøglemellemprodukt til syntese af komplekse organiske molekyler, og andre funktionelle grupper kan indføres gennem en række kemiske reaktioner for at syntetisere forbindelser med specifikke strukturer og egenskaber.
Andre felter
Ud over ovenstående felter kan indol-3-carboxylsyre også være involveret i andre industrifelter, såsom pesticider, flydende krystalmaterialer og miljøbeskyttelsesmaterialer. Imidlertid kan de specifikke applikationer på disse felter være relativt få og kræve yderligere forskning og udvikling.
Indole-3-carboxylsyre har vigtige anvendelser i farmaceutiske mellemprodukter, hovedsageligt reflekteret i følgende aspekter:
Lægemiddelsyntese
Syntese af tropisetron: Indol-3-carboxylsyre er et nøgleprodukt i syntesen af antiemetiske lægemidler, såsom tropisetron. Tropisetron bruges hovedsageligt til at behandle og forhindre kvalme og opkast forårsaget af kemoterapi, strålebehandling og kirurgi. Det har betydelig helbredende virkning og få bivirkninger.
Syntese af antivirale lægemidler: Ud over tropisetron kan indol-3-carboxylsyre også anvendes til syntese af andre antivirale lægemidler. Med den kontinuerlige uddybning af antiviral forskning bliver applikationsudsigterne for denne type forbindelser i det medicinske område mere og mere brede.
Biologisk aktivitetsforskning
Metabolitternes rolle:Indol-3-carboxylsyreer et produkt i visse biologiske metaboliske veje i kroppen, såsom en af metabolitterne af urinindol tryptophan. Ved at studere ændringer i dets indhold i organismer kan aktivitetsstatus for relevante metaboliske veje forstås og derved give ledetråde til diagnose og behandling af sygdomme.
Potentielle farmakologiske effekter: På grund af dens specielle kemiske struktur kan indol - 3 - carboxylsyre have antiinflammatorisk, antibakteriel, anti-kræft og andre potentielle farmakologiske effekter. Disse effekter kræver yderligere undersøgelse og validering for at udvikle nye lægemidler eller behandlinger.
Lægemiddeldesign og optimering
Strukturelt grundlag: Indolringen og carboxylstrukturen af indol-3-carboxylsyre giver et vigtigt strukturelt grundlag for design af medikamentmolekyler. Ved at ændre og optimere deres strukturer kan nye lægemiddelmolekyler med bedre biologisk aktivitet og lavere toksicitet designes.
Lægemiddel screening: I lægemiddelscreeningsprocessen kan indol-3-carboxylsyre og dens derivater bruges som kandidatforbindelser til foreløbig screening og evaluering. Dette hjælper med hurtigt at opdage potentielle lægemiddelmolekyler og giver retning for deres efterfølgende forskning.
Sammenfattende har indol-3-carboxylsyre brede anvendelsesudsigter inden for farmaceutiske mellemprodukter. Med den kontinuerlige fremme af medicinsk teknologi og uddybningen af forskning vil dens anvendelsesfelter fortsat udvide og forbedre.
Mekanisme af indol-3-carboxylsyre som en enzyminhibitor: kovalent indfangning og overgangstilstandssimulering
Enzymer, som nøglemolekyler, der katalyserer kemiske reaktioner i levende organismer, spiller en central rolle i reguleringen af deres aktivitet i sygdomsbehandling. Enzyminhibitorer er blevet vigtige mål for lægemiddeludvikling ved at forstyrre enzymernes katalytiske funktion.Indol-3-carboxylsyre(I3CA, 3-indolecarboxylsyre) er en naturligt forekommende indolderivat, der er vidt fordelt i humane metabolitter, plantevækstregulatorer og mikrobielle metabolitter. I de senere år har undersøgelser fundet, at I3CA kan hæmme aktiviteten af specifikke enzymer gennem to mekanismer: kovalent indfangning og overgangstilstandssimulering, hvilket demonstrerer unikt farmakologisk potentiale.
Kovalent indfangning: Det kemiske grundlag for irreversibelt enzyminhibitorbinding
Kovalente inhibitorer danner kovalente bindinger med aminosyrerester (såsom cystein, serin, lysin osv.) På det aktive sted for enzymet, hvilket fører til irreversibelt enzyminaktivering. I modsætning til reversible hæmmere giver stabiliteten af kovalent binding den en længere handlingsvarighed og højere selektivitet. For eksempel opnår acetylcholinesteraseinhibitorer (såsom organophosphater) lange - varig inhibering ved phosphorylerende serinrester på det aktive sted og er vidt brugt i pesticider og nervemidler.
Den molekylære struktur af I3CA indeholder en indolring og en carboxylsyregruppe. Carboxylic acid groups (- COOH) can partially dissociate into carboxylate groups (- COO ⁻) under physiological conditions, and their electronegativity allows them to undergo nucleophilic substitution reactions with nucleophilic groups at enzyme active sites (such as cysteine thiol (- SH)), forming Thioester eller amidbindinger. I eksperimenter, der er målrettet mod cysteinproteaser, danner for eksempel carboxylsyregruppen af I3CA et kovalent kompleks med thiolgruppen af cystein gennem nukleofil tilsætning af elimineringsreaktion, hvilket resulterer i tab af enzymaktivitet.
Eksperimentel bevis: Inhibering af cysteinprotease med I3CA og selektivitet og off -målvirkninger af kovalent modifikation
I 2025 bekræftede en undersøgelse gennem Surface Plasmon Resonance (SPR) -teknologi, at bindingskonstanten (KD) mellem I3CA og Protease B (en cysteinprotease) var 0,8 μ m, og den inhiberende virkning var irreversibel. Massespektrometri -analyse viste, at carboxylsyregruppen af I3CA danner en kovalent binding med Cys25 -rest af protease B, hvilket fører til en konformationel ændring i enzymets aktive center. Derudover indikerer molekylær dynamik -simuleringer, at indolringen på I3CA kan indlejres i den hydrofobe lomme i enzymet, hvilket yderligere stabiliserer det kovalente kompleks. Selektiviteten af kovalente hæmmere afhænger af aminosyresammensætningen og den rumlige konformation af det enzym aktive sted. Den høje selektivitet af I3CA over for cysteinprotease skyldes den specifikke reaktion mellem dens carboxylsyregruppe og cystein -thiolgruppe. Imidlertid kan kovalente ændringer også udløse målvirkningerne. For eksempel kan I3CA reagere med anden thiol indeholdende proteiner (såsom glutathion) i kroppen, hvilket fører til ophobning af toksicitet. Derfor kræver optimering af den kovalente modifikationseffektivitet af I3CA en balance mellem aktivitet og sikkerhed.
Overgangstilstandssimulering: Dynamisk inhibering af enzymkatalyserede reaktioner
Enzymkatalyserede reaktioner fremskynder reaktionsprocessen ved at reducere aktiveringsenergien, hvor det centrale trin er dannelsen af høje - energiovergangstilstande. Overgangstilstandsanaloger (TSA'er) hæmmer konkurrencedygtigt enzymaktivitet ved at simulere den geometriske struktur og elektronfordeling af overgangstilstande, hvilket danner høje affinitetskomplekser med enzymer. For eksempel er methotrexat blevet en vigtig repræsentant for anticancer -lægemidler ved at simulere overgangstilstanden for dihydrofolatreduktase.
Indolringen af I3CA har en plan konjugeret struktur, som kan simulere overgangstilstanden i oxidationsreaktionen af aromatiske aminosyrer, såsom tryptophan. F.eks. I tryptophan 2,3 - dioxygenase (TDO) katalyseret reaktion er indolringen af tryptophan nødt til at gennemgå ringåbning for at danne et lineært mellemprodukt, hvilket i sidste ende genererer myresyre og orto aminobenzoinsyre. I3CA simulerer den plane konformation af den åbne loop-overgangstilstand gennem dens stive indolringstruktur og danner stabil binding med TDO-aktive sted.
Eksperimentel verifikation: Den hæmmende virkning af I3CA på TDO og fordelene og begrænsningerne ved overgangstilstandssimulering
I 2025 var en undersøgelse, der blev fundet gennem enzymkinetikanalyse, at inhiberingskonstanten (KI) af I3CA på TDO var 0,3 μm, og inhiberingstypen var konkurrencedygtig inhibering. X - stråle -krystallografi viser, at indolringen på i3ca binder til Fe ² ⁺ -ionen på TDO -aktive sted gennem en koordinationsbinding, mens dets carboxylsyre -gruppe danner en hydrogenbinding med ARG144 -rest, hvilket simulerer interaktionstilstanden mellem substratet og enzymet i overgangstilstanden. Derudover indikerer kvantekemiske beregninger, at den bindende energi fra I3CA er 12 kcal/mol lavere end for basalargininet, hvilket yderligere understøtter dens overgangstilstandssimuleringsmekanisme. Fordelen ved overgangstilstandssimulering ligger i dens høje selektivitet og stærk affinitet. På grund af bindingstilstanden for TSA'er til enzymer, der er tæt på den naturlige overgangstilstand, påvirkes deres hæmmende virkning normalt ikke af substratkoncentration. Imidlertid kræver design af effektiv TSA præcis analyse af enzymets overgangstilstandsstruktur, der er afhængig af understøttelse af høj - opløsningskrystallografi og beregningskemi. Derudover er synteseproblemet for TSA'er relativt høj, hvilket kan begrænse deres kliniske anvendelse.
Populære tags: Indole-3-carboxylsyre CAS 771-50-6, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg