Acid indol-3-carboxilic, cunoscut și sub denumirea de acid indol-3-carboxilic, 3-carboxi indol, acid carboxilic 3-indol sau indol-3-carboxilic, CAS nr . 771-50-6, formula moleculară C9H7NO2. Este o substanță albă cenușie sau o substanță pudră, solubilă în etanol, eter și acetat, dificil de dizolvat în apă clocotită, benzen și insolubil în eterul petrolului. Este stabil la temperatura și presiunea camerei, dar ar trebui să evite contactul cu oxizii. Ca intermediar farmaceutic, acidul indol-3-carboxilic joacă un rol important în sinteza medicamentelor, în special pentru sinteza medicamentelor precum tropisetron. În plus, s -a constatat că a fost produs în timpul metabolismului triptofanului indol urinar și este un metabolit normal în organism, dar concentrația sa crește la pacienții cu boli hepatice, deci are o anumită valoare de cercetare biomedicală.
|
|
|
| Formula chimică | C9H7NO2 |
| Greutate moleculară | 161.16 |
| Liturghie exactă | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Analiza elementară | Analiza elementară: C, 67.08; H, 4.38; N, 8.69; O, 19.85 |
| Punct de fierbere | 287,44 grade (estimare aproximativă) |
| Punct de topire | 232-234 grade (dec.) (Lit.) |
| Condiții de depozitare | 2-8 grade |
| Formă | Pudra |
| Culoare | Bej ușor |
| Solubilitate | Solubil în 95% etanol: 50 mg/ml, de asemenea solubil în metanol. |
Acid indol-3-carboxilicAre o gamă largă de utilizări, în principal în domeniile medicamentului, cercetările biochimice și sinteza organică. Iată câteva dintre principalele sale utilizări:
Intermediari farmaceutici
Acid indol-3-carboxiliceste un intermediar important pentru sinteza unei varietăți de medicamente. De exemplu, poate fi utilizat pentru sintetizarea tropisetronului, un medicament utilizat pentru tratarea și prevenirea chimioterapiei - greață și vărsături induse.
Poate fi, de asemenea, utilizat pentru a sintetiza alți compuși biologic activi care pot avea anti - inflamatorii, antibacteriene, anticancerigene sau alte efecte farmacologice.
Cercetare biochimică
Ca unul dintre metaboliții indolului urinar triptofan, acidul indol-3-carboxilic are o importanță deosebită în cercetarea biochimică. Prin detectarea modificărilor conținutului său în organism, starea de activitate a căilor metabolice relevante poate fi înțeleasă, iar apoi mecanismul apariției bolilor conexe poate fi studiat.
De asemenea, este utilizat pentru a studia căile biosintetice și mecanismele de reglare metabolică ale compușilor indol.
Sinteză organică
Ca o moleculă funcțională care conține un inel indol și o grupă carboxil, acidul indol-3-carboxilic are o gamă largă de potențial de aplicare în sinteza organică. Poate fi utilizat ca material de pornire sau intermediar cheie pentru sinteza moleculelor organice complexe, iar alte grupuri funcționale pot fi introduse printr -o serie de reacții chimice pentru a sintetiza compușii cu structuri și proprietăți specifice.
Alte câmpuri
În plus față de câmpurile de mai sus, acidul indol-3-carboxilic poate fi implicat și în alte domenii din industrie, cum ar fi pesticide, materiale cu cristal lichid și materiale de protecție a mediului. Cu toate acestea, aplicațiile specifice în aceste domenii pot fi relativ puține și necesită cercetări și dezvoltare suplimentară.
Acidul indol-3-carboxilic are aplicații importante în intermediarii farmaceutici, reflectate în principal în următoarele aspecte:
Sinteza de droguri
Sinteza tropisetronului: acidul indol-3-carboxilic este un intermediar cheie în sinteza medicamentelor antiemetice, cum ar fi tropisetron. Tropisetronul este utilizat în principal pentru a trata și preveni greața și vărsăturile cauzate de chimioterapie, radioterapie și chirurgie. Are efect curativ semnificativ și puține efecte secundare.
Sinteza medicamentelor antivirale: Pe lângă tropisetron, acidul indol-3-carboxilic poate fi, de asemenea, utilizat în sinteza altor medicamente antivirale. Odată cu aprofundarea continuă a cercetării antivirale, perspectivele de aplicare ale acestui tip de compuși în domeniul medical devin din ce în ce mai largi.
Cercetarea activității biologice
Rolul metaboliților:Acid indol-3-carboxiliceste un produs în anumite căi metabolice biologice din organism, cum ar fi unul dintre metaboliții triptofanului indol urinar. Studiind modificările conținutului său în organisme, poate fi înțeleasă starea de activitate a căilor metabolice relevante, oferind astfel indicii pentru diagnosticul și tratamentul bolilor.
Efecte farmacologice potențiale: Datorită structurii sale chimice speciale, indolul - 3 - acid carboxilic poate avea efecte farmacologice antiinflamatorii, antibacteriene, anti-cancer și alte efecte farmacologice potențiale. Aceste efecte necesită studii suplimentare și validare pentru a dezvolta noi medicamente sau tratamente.
Proiectarea și optimizarea medicamentelor
Baza structurală: Inelul indol și structura carboxilică a acidului indol-3-carboxilic oferă o bază structurală importantă pentru proiectarea moleculelor medicamentoase. Prin modificarea și optimizarea structurilor lor, pot fi proiectate noi molecule de medicamente cu o activitate biologică mai bună și toxicitate mai mică.
Screeningul medicamentelor: În procesul de screening al medicamentelor, acidul indol-3-carboxilic și derivații săi pot fi utilizați ca compuși candidați pentru screeningul și evaluarea preliminară. Acest lucru ajută la descoperirea rapidă a potențialelor molecule de medicamente și oferă direcții pentru cercetările lor ulterioare.
În rezumat, acidul indol-3-carboxilic are perspective largi de aplicare în intermediarii farmaceutici. Odată cu avansarea continuă a tehnologiei medicale și aprofundarea cercetării, domeniile sale de aplicare vor continua să se extindă și să se îmbunătățească.
Mecanismul acidului indol-3-carboxilic ca inhibitor al enzimei: captura covalentă și simularea stării de tranziție
Enzimele, ca molecule cheie care catalizează reacțiile chimice în organismele vii, joacă un rol central în reglarea activității lor în tratamentul bolii. Inhibitorii enzimelor au devenit ținte importante pentru dezvoltarea medicamentelor prin interferarea cu funcția catalitică a enzimelor.Acid indol-3-carboxilic(I3CA, acid 3-indolecarboxilic) este un derivat de indol care se produce în mod natural distribuit pe scară largă în metaboliții umani, regulatoarele de creștere a plantelor și metaboliții microbieni. În ultimii ani, studiile au descoperit că I3CA poate inhiba activitatea enzimelor specifice prin două mecanisme: capturarea covalentă și simularea stării de tranziție, demonstrând potențial farmacologic unic.
Captura covalentă: baza chimică pentru legarea ireversibilă a inhibitorului enzimei
Inhibitorii covalenți formează legături covalente cu reziduuri de aminoacizi (cum ar fi cisteină, serină, lizină etc.) la locul activ al enzimei, ceea ce duce la o inactivare a enzimei ireversibile. Spre deosebire de inhibitorii reversibili, stabilitatea legării covalente îi conferă o durată mai lungă de acțiune și o selectivitate mai mare. De exemplu, inhibitorii acetilcolinesterazei (cum ar fi organofosfatii) obțin o inhibare lungă - de durată de fosforilare a reziduurilor de serină la locul activ și sunt utilizate pe scară largă în pesticide și agenți nervoși.
Structura moleculară a I3CA conține un inel indol și o grupă de acid carboxilic. Grupurile de acid carboxilic (- COOH) se pot disocia parțial în grupuri carboxilate (- COO ⁻) în condiții fiziologice, iar electronegativitatea lor le permite să sufere reacții nucleofile de substituție cu grupuri nucleofile la enzimele Site -uri active (cum ar fi cyisteine tiol ({- sh), precum cyisteine tiol ({- sh), precum cyisteine tiol ({- sh), format) obligațiuni tioester sau amide. De exemplu, în experimentele care vizează cisteină proteaze, grupul de acid carboxilic de I3CA formează un complex covalent cu grupul tiol de cisteină prin reacția de eliminare a adăugărilor nucleofile, rezultând pierderea activității enzimei.
Dovezi experimentale: inhibarea proteazei de cisteină de către I3CA și selectivitate și efectele țintă ale modificării covalente
În 2025, un studiu a confirmat prin tehnologia prin rezonanță plasmonică de suprafață (SPR) că constanta de legare (KD) între I3CA și proteaza B (o protează de cisteină) a fost de 0,8 μm, iar efectul inhibitor a fost ireversibil. Analiza spectrometriei de masă a arătat că grupul de acid carboxilic de I3CA formează o legătură covalentă cu reziduul CYS25 al proteazei B, ceea ce duce la o schimbare conformațională a centrului activ al enzimei. În plus, simulările dinamicii moleculare indică faptul că inelul indol al I3CA poate fi încorporat în buzunarul hidrofob al enzimei, stabilizând în continuare complexul covalent. Selectivitatea inhibitorilor covalenți depinde de compoziția aminoacizilor și de conformația spațială a sitului activ al enzimei. Selectivitatea ridicată a I3CA față de protează de cisteină se datorează reacției specifice dintre grupa sa de acid carboxilic și grupul tiol cisteină. Cu toate acestea, modificările covalente pot declanșa, de asemenea, efectele țintă. De exemplu, i3ca poate reacționa cu alte proteine care conțin tiol (cum ar fi glutation) din organism, ceea ce duce la acumularea de toxicitate. Prin urmare, optimizarea eficienței de modificare covalentă a I3CA necesită un echilibru între activitate și siguranță.
Simularea stării de tranziție: inhibarea dinamică a reacțiilor catalizate de enzimă
Reacțiile catalizate de enzimă accelerează procesul de reacție prin reducerea energiei de activare, pasul cheie fiind formarea stărilor de tranziție de energie ridicate -. Analogii stării de tranziție (TSA) inhibă competitiv activitatea enzimei prin simularea structurii geometrice și a distribuției electronilor stărilor de tranziție, formând complexe de afinitate ridicată cu enzime. De exemplu, metotrexatul a devenit un reprezentant important al medicamentelor anticancerigene prin simularea stării de tranziție a dihidrofolatului reductază.
Inelul indol al I3CA are o structură conjugată plană, care poate simula starea de tranziție în reacția de oxidare a aminoacizilor aromatici, cum ar fi triptofanul. De exemplu, în triptofanul 2,3 - dioxigenază (TDO) reacție catalizată, inelul indol al triptofanului trebuie să fie supus deschiderii inelului pentru a forma un intermediar liniar, generând în cele din urmă acid formic și acid orto aminobenzoic. I3CA simulează conformația plană a stării de tranziție cu buclă deschisă prin structura sa rigidă a inelului indol și formează o legătură stabilă cu site-ul activ TDO.
Verificare experimentală: efectul inhibitor al I3CA asupra TDO și avantajele și limitările simulării stării de tranziție
În 2025, un studiu a constatat prin analiza cineticii enzimelor că constanta de inhibare (KI) a I3CA pe TDO a fost de 0,3 μm, iar tipul de inhibare a fost inhibarea competitivă. X - Cristalografia cu raze arată că inelul indol al I3CA se leagă de ionul Fe ² ⁺ la locul activ TDO printr -o legătură de coordonare, în timp ce grupul său de acid carboxilic formează o legătură de hidrogen cu reziduul Arg144, simulând modul de interacțiune între substrat și enzimă în starea de tranziție. În plus, calculele chimice cuantice indică faptul că energia de legare a I3CA este cu 12 kcal/mol mai mică decât cea a argininei bazale, sprijinind în continuare mecanismul de simulare a stării de tranziție. Avantajul simulării stării de tranziție constă în selectivitatea sa ridicată și în afinitatea puternică. Datorită modului de legare a TSA -urilor la enzime fiind apropiate de starea de tranziție naturală, efectul lor inhibitor nu este de obicei afectat de concentrația de substrat. Cu toate acestea, proiectarea TSA eficientă necesită o analiză precisă a structurii stării de tranziție a enzimei, care se bazează pe sprijinul cristalografiei cu rezoluție ridicată -} și chimie de calcul. În plus, dificultatea de sinteză a TSA -urilor este relativ ridicată, ceea ce poate limita aplicarea lor clinică.
Tag-uri populare: Indol-3-carboxilic acid CAS 771-50-6, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare