6-О-бензилгуанин(BG) е важно химическо вещество, което е бяло прахообразно твърдо вещество с относително стабилна кристална структура. Молекулната формула е C12H11N5O, а CAS номерът е 19916-73-5. Има определена разтворимост в метанол, с разтворимост от 20 mg/mL. В допълнение, той е разтворим в DMF (N, N-диметилформамид), но неразтворим във вода. Има широк спектър от приложения в областта на медицината и биохимията. Той е гуанинов аналог и инхибитор на ензима за възстановяване на ДНК О6 алкил гуанин ДНК алкил трансфераза (MGMT/AGT). Като AGT субстрат, неговата бензилова група се прехвърля към цистеиновия остатък на AGT, необратимо инактивирайки AGT и предотвратявайки възстановяването на ДНК. Може да индуцира апоптоза на туморни клетки и има антитуморна активност.
|
|
|
|
Химическа формула |
C12H11N5O |
|
Точна маса |
241.10 |
|
Молекулно тегло |
241.25 |
|
m/z |
241.10 (100.0%), 242.10 (13.0%), 242.09 (1.8%) |
|
Елементен анализ |
C, 59.74; H, 4.60; N, 29.03; O, 6.63 |
Богатство от възможни технически пътища могат да бъдат използвани за завършване на химическия синтез на6-О-бензилгуанин. Всяка независима синтетична схема притежава отличителни предимства, като същевременно е придружена от определени неизбежни ограничения и недостатъци.
В практическия изследователски и производствен процес изборът на оптимални подходи за синтез изисква цялостна оценка на множество основни въздействащи елементи, обхващащи удобството при придобиване на суровини, мекотата на реакцията, нивото на чистота на крайния продукт и общия реакционен добив. Тази дипломна работа систематично представя няколко широко прилагани основни технологии за синтез на6-О-бензилгуанини предоставя задълбочена и подробна интерпретация относно принципите на присъщите реакции, химичните механизми и конкретните експериментални работни стъпки на всеки синтетичен метод.
Метод на синтез
1.1 Суровини и реактиви
2-амино-6-хлоропурин (ACP)
Триетилендиамин (DABCO)
Бензилов алкохол
Натриев хидрид
Катализатори (като катализатори за фазов трансфер)
1.2 Стъпки на синтез
Взаимодействие на 2-амино-6-хлоропурин с триетилендиамин за генериране на DABCO пуринов междинен продукт. Този етап от реакцията обикновено се провежда при безводни условия, за да се избегне влиянието на влагата върху реакцията. Извършете реакция на нуклеофилно заместване между DABCO пуринов междинен продукт и бензилов алкохол при катализа на натриев хидрид, за да генерирате О-6-бензилгуанин. Този етап от реакцията обикновено изисква нагряване, за да се насърчи протичането на реакцията, като същевременно се контролира времето и температурата на реакцията, за да се избегне генерирането на странични продукти.
1.3 Механизъм на синтез
Реакционният механизъм на този синтетичен подход се основава предимно на типични реакции на нуклеофилно заместване. В началния реакционен етап триетилендиаминът функционира като алкален реагент, отделяйки хлорния атом от 2-амино-6-хлоропурин и образувайки DABCO пуринов междинен продукт. В следващия етап хидроксилната група, получена от бензилов алкохол, служи като нуклеофилен агент, атакувайки азотното място в DABCO пуриновото междинно съединение, като в крайна сметка се получава целевият продукт О-6-бензилгуанин заедно със съответната субстанция на напускащата група.
1.4 Пречистване на продукта
След завършване на реакцията, суровият продукт се получава чрез етапи като филтруване, промиване и сушене. След това суровият продукт се пречиства с помощта на методи като колонна хроматография и прекристализация, за да се получи O-6-бензилгуанин с висока -чистота. Метод за синтез с използване на 6-хлоргуанин като суровина. Суровини и реагенти:
- 6-Хлорогуанин
- Бензилов алкохол
- Катализатори (като катализатори за фазов трансфер)
- Алкални (като натриев хидроксид)
6-хлоргуанин претърпява химическа реакция с бензилов алкохол под съвместното действие на катализатор и алкално вещество, за да синтезира целевия продукт О-6-бензилгуанин. Този реакционен процес обикновено изисква непрекъснато нагряване и равномерно разбъркване за ефективно ускоряване на скоростта на реакцията и улесняване на достатъчно протичане на реакцията. След като реакцията приключи, суровият продукт може да бъде събран чрез процедури на филтриране, промиване и сушене. След това се използват колонна хроматография и рекристализация за пречистване на суровата проба, така че да се получи краен продукт О-6-бензилгуанин с висока чистота.
2.1 Механизъм на синтез
Механизмът на този метод на синтез включва главно реакции на заместване. В реакцията хидроксилната група на бензиловия алкохол действа като нуклеофил, за да атакува хлорния атом в 6-хлоргуанин, генерирайки О-6-бензилгуанин и съответната напускаща група. Наличието на катализатори и основи може да ускори реакцията и да увеличи добива на продуктите. Подобно на горния метод, пречистването на суровия продукт се изисква след приключване на реакцията. О-6-бензилгуанин с висока чистота може да бъде получен чрез методи като колонна хроматография и прекристализация.
Задълбочено-дисекция на молекулярния механизъм
Основен молекулярен механизъм: Необратимо инактивиране на MGMT, блокиране на възстановяването на ДНК
Конкуренция на субстрата и ковалентна модификация
6-О-бензилгуанин(O6BG), като гуанинов аналог, конкурентно се свързва с ензима за възстановяване на ДНК MGMT (O6-алкилгуанин ДНК алкилтрансфераза) чрез имитира структурата на мястото на увреждане на ДНК (O6-алкилгуанин). Ключова реакция: Бензиловата група на O6BG се прехвърля към цистеиновия остатък (Cys145) на MGMT, образувайки ковалентна връзка, което води до необратимо инактивиране на ензима. Кинетика на ензима: Тази реакция е единичен каталитичен процес и всяка молекула на MGMT може да инактивира само една молекула на O6BG, което води до "суицидно инхибиране".
Блокиране на пътя за възстановяване на ДНК
MGMT е единственият ензим в клетката, който директно възстановява увреждането на O6-алкилгуанин. Неговото инактивиране води до: Натрупване на увреждане на алкилиращия агент: като темозоломид (TMZ), химиотерапевтичните лекарства индуцират О6-метилгуанин, който не може да бъде поправен, което води до несъответствие на ДНК (сдвояване с тимин). Спиране на клетъчния цикъл: увреждането на ДНК активира сигналния път на p53, предизвиквайки спиране на клетъчния цикъл (G2/M фаза) или апоптоза. Синтетичен летален ефект: При тумори с дефицит на MGMT O6BG, комбиниран с алкилиращи агенти, може селективно да убива раковите клетки, докато нормалните клетки са по-малко засегнати поради по-ниската експресия на MGMT.
Много{0}}измерно валидиране на антитуморната активност
In vitro експериментални данни
Чувствителност на клетъчна линия: L3.6pl раковите клетки на панкреаса показват дозо{1}}зависима апоптоза на O6BG (50 ug/mL, 48 часа), с IC50 от 50 ug/mL.
Регулиране на протеиновата експресия: Регулиране надолу-: MGMT, протеини на клетъчния цикъл B1/B2/A, p53, Ki-67 (маркер за пролиферация); Регулиране нагоре: p21 (протеин инхибитор на клетъчния цикъл), цитохром С, каспаза-9 (протеин за изпълнение на апоптоза); Разграждане: PARP1 (протеин за възстановяване на ДНК). Инхибиране на ниво на транскрипция: O6BG значително намалява експресията на иРНК на MGMT, блокирайки неговия синтез.
In vivo животински модели
Модел на ксенотрансплантат на рак на панкреаса: Мъжки голи мишки се инжектират интраперитонеално с O6BG (100 ug) в комбинация с гемцитабин (100 mg/kg) дневно. След 35 дни средният обем и тегло на тумора бяха значително намалени. Химиотерапевтичен сенсибилизиращ ефект: O6BG повишава чувствителността на раковите клетки на панкреаса към гемцитабин с 3 пъти, механизмът, включващ инхибиране на MGMT-медиирано възстановяване на ДНК.
Предклинични изследвания
Модел на невробластома: O6BG повишава анти-туморната активност на TMZ + иринотекан, удължавайки преживяемостта. Обръщане на резистентността: Чрез инхибиране на MGMT, O6BG преодолява резистентността на туморните клетки към алкилиращи агенти, възстановявайки ефикасността на химиотерапията.
-Задълбочен анализ на молекулярната структура и фармакодинамичната връзка
Структурна основа
Молекулната химична формула се определя като $\\ce{C12H11N5O}$, като относителната молекулна маса достига 241,25. Съединението съдържа характерни функционални групи. Бензоилокси групата (-OCH₂Ph) служи като аналог на алкилиращия агент, докато 2-аминопуриновият скелет изгражда структурна рамка, подобна на естествените ДНК бази. По отношение на свойствата на разтворимост, той се разтваря при 48 mg/mL в DMSO и 12 mg/mL в етанол. Веществото трудно се разтваря във воден разтвор, поради което трябва да се формулира в основен разтвор с органични разтворители за последваща експериментална употреба.
Връзка структурна активност (SAR)
Перспективи за клинично приложение и предизвикателства Разширяване на показанията
Показания Разширяване
Комбинирана химиотерапия: O6BG влезе в клинични изпитвания за подобряване на ефикасността на TMZ срещу глиобластом и меланом.
Целева терапия: Разработен комплект за откриване на метилиране на MGMT промотор за идентифициране на O6BG-чувствителни популации.
Механизми на резистентност
Свръхекспресия на MGMT: Някои тумори възстановяват активността на MGMT чрез генна амплификация или епигенетична регулация, което налага комбинация с епигенетични инхибитори (напр. DNMT инхибитори).
Оптимизация на безопасността
Управление на токсичността: O6BG демонстрира добра поносимост при проучвания върху животни, но е необходимо наблюдение за потенциални странични ефекти като потискане на костния мозък.
Системи за доставяне: Технологиите за капсулиране с наночастици или липозоми могат да подобрят насочването на O6BG.
нежелана реакция
Въпреки че O6-BG има потенциала да подобри ефикасността на химиотерапията, употребата му може да причини множество системни нежелани реакции, включващи главно следните аспекти:
Хематологична токсичност
Може да засили токсичността на алкилиращите агенти за костния мозък, което води до намаляване на белите кръвни клетки и тромбоцитите. Например, когато се използва в комбинация с темозоломид, пациентите могат да получат неутропения (честота от приблизително 30% -50%) и тромбоцитопения (приблизително 20% -40%), а тежките случаи може да изискват забавено лечение или коригиране на дозата. Продължителната употреба може да причини анемия поради инхибиране на производството на червени кръвни клетки, проявяваща се като умора и замаяност, поради което е необходимо редовно проследяване на нивата на хемоглобина.
Реакция на храносмилателната система
Гадене и повръщане: често се наблюдават при химиотерапевтични комбинирани режими, с честота на заболеваемост от около 40% -60%, може да са свързани с лекарствена стимулация на стомашно-чревната лигавица или централната нервна система.
Абнормна чернодробна функция: Малък брой пациенти могат да изпитат повишени нива на трансаминаза (ALT/AST ↑), което показва увреждане на чернодробните клетки и изисква редовно проследяване на чернодробната функция. Механизъм: Алкилиращите агенти директно увреждат клетките на стомашно-чревната лигавица; Повишеното метаболитно натоварване на черния дроб води до стрес в чернодробните клетки.
Референции
Kreklau EL, Kurpad C, Williams DA, et al. Продължително инхибиране на MGMT в човешки туморни клетки от 6 OBenzylguanine in vitro и in vivo [J]. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 1999, 291(3): 1042-1049. PMID: 10565851.
Blumenthal D T. Проучване фаза III на лъчева терапия плюс 6 OBenzylguanine и BCNU спрямо RT и BCNU самостоятелно при новодиагностициран глиобластом [J]. Международен журнал по клинична онкология, 2015, 20 (4): 650-658. DOI: 10.1007/s10147-014-0769-0.
Tintoré M, Grijalvo S, Fàbrega C, et al. Синтез на олигонуклеотиди, носещи флуоресцентно белязан О6-алкилгуанин за измерване на активността на MGMT [J]. Писма за биоорганична и медицинска химия, 2015, 25 (22): 5208-5211. DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.09.065.
Wang L, Zhang Y, Liu H. 6 OBenzylguanine повишава химиочувствителността на раковите клетки на панкреаса чрез инхибиране на MGMT-медиирано възстановяване на ДНК[J]. Китайски вестник по клинична онкология, 2020 г., 47 (8): 415-421. (на китайски)
Quinn JA, Jiang SX, Reardon DA и др. Изпитване фаза II на темозоломид плюс 6 OBenzylguanine при възрастни с рецидивиращ, резистентен на темозоломид-злокачествен глиом [J]. Journal of Clinical Oncology, 2009, 27(8): 1262-1267. DOI: 10.1200/JCO.2008.18.8417.
ЧЗВ
Това съединение изглежда като чисто бяло кристално твърдо вещество при конвенционални условия на стайна температура. Отличава се с компактна и стабилна вътрешна молекулярна конфигурация, показваща умерена разтворимост в различни полярни органични разтворители, заедно с отлична присъща химическа стабилност. Когато се съхранява при редовни условия за съхранение, веществото може стабилно да поддържа първоначалната си физическа форма и присъщи свойства без структурно разлагане или влошаване на качеството.
Той функционира като ключово производно междинно съединение на нуклеинова киселина с висока стойност на приложение. Прилага се предимно в различни области, включително основни биомедицински изследвания, фармакологично изследване на тумори и експериментален-свързан с генетиката анализ. Освен това, той действа като незаменима основна суровина за изследване и разработване на целеви активни вещества, прилагани в противо-ракова терапия.
Това съединение се отличава с отличителна бензил-заместена функционална структура, здраво свързана с основния гуанинов молекулярен скелет, което му придава изразена и енергична химическа реактивност. Той може активно да участва в високо{2}}прецизни селективни структурни модификации и реакции на междумолекулно свързване, насочени към биомолекулите на нуклеинова киселина. Междувременно, той е в състояние гъвкаво да регулира и оптимизира присъщите биологични характеристики, като разумно модулира съответния интензитет на биоактивност, така че цялостно да приспособи разнообразни и сложни практически изисквания в биохимичните изследвания, изследванията на молекулярната биология и областите на органични синтетични препарати.
Изисква се да затворите плътно готовия продукт и да го поставите на хладно и сухо място за съхранение, като го държите напълно защитен от интензивна пряка слънчева светлина и излагане на силна светлина. По време на ежедневното консервиране материалът трябва да се държи далеч от влажен въздух, среда с висока-температура и различни корозивни химични вещества, така че ефективно да се избегнат промени във вътрешната молекулна структура и необратимо влошаване на качеството. Научните и стандартизирани методи за съхранение могат добре да поддържат присъщата му стабилна биологична активност и оригинална висока химическа чистота и да гарантират надеждно качество при дългосрочно-съхранение и практическо приложение.
Популярни тагове: 6-o-benzylguanine cas 19916-73-5, доставчици, производители, фабрика, търговия на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба