Индол-3-карбоксилна киселина, известен също като индол-3-карбоксилна киселина, 3-карбокси индол, 3-индулова карбоксилна киселина или индол-3-карбоксилна киселина, CAS NO . 771-50-6, молекулна формула C9H7NO2. Това е сивкаво бял кристал или прахообразно вещество, разтворимо в етанол, етер и ацетат, трудно се разтваря във вряща вода, бензен и неразтворим в петролен етер. Той е стабилен при стайна температура и налягане, но трябва да избягва контакт с оксиди. Като фармацевтичен междинен продукт, индол-3-карбоксилната киселина играе важна роля в синтеза на лекарства, особено за синтеза на лекарства като трописетрон. В допълнение, той е установено, че се произвежда по време на метаболизма на уринарния индол триптофан и е нормален метаболит в организма, но концентрацията му се увеличава при пациенти с чернодробно заболяване, така че има определена биомедицинска стойност на изследването.
|
|
|
| Химическа формула | C9H7NO2 |
| Молекулно тегло | 161.16 |
| Точна маса | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Елементарен анализ | Елементарен анализ: C, 67.08; H, 4.38; N, 8.69; O, 19.85 |
| Точка на кипене | 287.44 градуса (груба оценка) |
| Точка на топене | 232-234 градуса (дек.) (Lit.) |
| Условия за съхранение | 2-8 градуса |
| Форма | Прах |
| Цвят | Лек бежово |
| Разтворимост | Разтворим в 95% етанол: 50 mg/ml, също разтворим в метанол. |
Индол-3-карбоксилна киселинаИма широк спектър от приложения, главно в областта на медицината, биохимичните изследвания и органичния синтез. Ето някои от основните му приложения:
Фармацевтични междинни продукти
Индол-3-карбоксилна киселинае важен междинен продукт за синтеза на различни лекарства. Например, може да се използва за синтезиране на трописетрон, лекарство, използвано за лечение и предотвратяване на химиотерапия -, индуцирано от гадене и повръщане.
Може да се използва и за синтезиране на други биологично активни съединения, които могат да имат анти - възпалителни, антибактериални, противоракови или други фармакологични ефекти.
Биохимични изследвания
Като един от метаболитите на урината на индол триптофан, индол-3-карбоксилната киселина е от голямо значение при биохимичните изследвания. Чрез откриване на промените в съдържанието му в тялото може да се разбере състоянието на активността на съответните метаболитни пътища и тогава може да се проучи механизмът на появата на свързани заболявания.
Използва се и за изследване на биосинтетичните пътища и механизмите за метаболитна регулация на индолните съединения.
Органичен синтез
Като функционална молекула, съдържаща индол пръстен и карбоксилна група, индол-3-карбоксилна киселина има широк спектър от потенциал за приложение в органичния синтез. Може да се използва като изходен материал или ключов междинен продукт за синтеза на сложни органични молекули, а други функционални групи могат да бъдат въведени чрез серия от химични реакции, за да синтезират съединения със специфични структури и свойства.
Други полета
В допълнение към горните полета, индол-3-карбоксилната киселина може да участва и в други индустриални полета като пестициди, течни кристални материали и материали за опазване на околната среда. Специфичните приложения в тези области обаче могат да бъдат сравнително малко и да изискват допълнителни изследвания и разработки.
Индол-3-карбоксилната киселина има важни приложения във фармацевтичните междинни съединения, отразени главно в следните аспекти:
Синтез на лекарства
Синтез на трописетрон: индол-3-карбоксилна киселина е ключов междинен продукт в синтеза на антиеметични лекарства като трописетрон. Трописетронът се използва главно за лечение и предотвратяване на гадене и повръщане, причинени от химиотерапия, лъчетерапия и операция. Той има значителен лечебен ефект и няколко странични ефекти.
Синтез на антивирусни лекарства: В допълнение към трописетрона, индол-3-карбоксилната киселина може да се използва и при синтеза на други антивирусни лекарства. С непрекъснатото задълбочаване на антивирусните изследвания перспективите за приложение на този тип съединения в медицинската област стават все по -широки.
Изследване на биологична активност
Ролята на метаболитите:Индол-3-карбоксилна киселинае продукт в определени биологични метаболитни пътища в организма, като един от метаболитите на уринарния индол триптофан. Чрез изучаване на промените в съдържанието му в организмите може да се разбере състоянието на активността на съответните метаболитни пътища, като по този начин се предоставят улики за диагностика и лечение на заболявания.
Потенциални фармакологични ефекти: Поради специалната си химическа структура, индол - 3 - карбоксилната киселина може да има противовъзпалителни, антибактериални, антиракови и други потенциални фармакологични ефекти. Тези ефекти изискват допълнително проучване и валидиране за разработване на нови лекарства или лечения.
Дизайн и оптимизация на наркотици
Структурна основа: Индоловият пръстен и карбоксилната структура на индол-3-карбоксилната киселина осигуряват важна структурна основа за проектирането на лекарствени молекули. Чрез промяна и оптимизиране на техните структури могат да бъдат проектирани нови лекарствени молекули с по -добра биологична активност и по -ниска токсичност.
Скрининг на лекарството: В процеса на скрининг на лекарството индол-3-карбоксилната киселина и неговите производни могат да се използват като кандидат-съединения за предварителен скрининг и оценка. Това помага за бързото откриване на потенциалните лекарствени молекули и осигурява насока за последващите им изследвания.
В обобщение, индол-3-карбоксилната киселина има широки перспективи за приложение във фармацевтичните междинни продукти. С непрекъснатото развитие на медицинската технология и задълбочаването на изследванията, неговите области на приложение ще продължат да се разширяват и подобряват.
Механизъм на индол-3-карбоксилна киселина като ензимен инхибитор: ковалентно улавяне и симулация на преходно състояние
Ензимите, тъй като ключовите молекули, катализиращи химичните реакции в живите организми, играят централна роля за регулиране на тяхната активност при лечение на болести. Ензимните инхибитори са се превърнали в важни цели за развитие на лекарствата, като се намесват в каталитичната функция на ензимите.Индол-3-карбоксилна киселина(I3CA, 3-индолекарбоксилна киселина) е естествено срещащо се производно на индол, широко разпространено в човешки метаболити, регулатори на растежа на растенията и микробни метаболити. През последните години проучванията установяват, че I3CA може да инхибира активността на специфични ензими чрез два механизма: ковалентно улавяне и симулация на преходно състояние, демонстрирайки уникален фармакологичен потенциал.
Ковалентно улавяне: Химическата основа за необратимо свързване на инхибитора на ензима
Ковалентните инхибитори образуват ковалентни връзки с аминокиселинни остатъци (като цистеин, серин, лизин и др.) На активното място на ензима, което води до необратимо инактивиране на ензима. За разлика от обратимите инхибитори, стабилността на ковалентното свързване му дава по -голяма продължителност на действие и по -висока селективност. Например, инхибиторите на ацетилхолинестеразата (като органофосфати) постигат дълги - трайно инхибиране чрез фосфорилиране на серинови остатъци на активното място и се използват широко в пестициди и нервни средства.
Молекулната структура на I3CA съдържа индолен пръстен и група от карбоксилна киселина. 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 Тиоестер или амидни облигации. Например, в експерименти, насочени към цистеиновите протеази, групата на карбоксилната киселина на I3CA образува ковалентен комплекс с тиолната група на цистеин чрез реакция на елиминиране на нуклеофилна добавка, което води до загуба на ензимна активност.
Експериментални доказателства: инхибиране на цистеиновата протеаза от I3CA и селективност и извън целевите ефекти на ковалентната модификация
През 2025 г. проучване, потвърдено чрез повърхностния плазмонов резонанс (SPR) технология, че константата на свързване (KD) между I3CA и протеаза В (цистеинова протеаза) е 0,8 μm, а инхибиращият ефект е необратим. Анализът на масспектрометрията показа, че групата на карбоксилната киселина на I3CA образува ковалентна връзка с остатъка от Cys25 на протеаза В, което води до конформационна промяна в активния център на ензима. В допълнение, симулациите на молекулярна динамика показват, че индоловият пръстен на I3CA може да бъде вграден в хидрофобния джоб на ензима, като допълнително стабилизира ковалентния комплекс. Селективността на ковалентните инхибитори зависи от състава на аминокиселините и пространствената конформация на активния сайт на ензима. Високата селективност на I3CA към цистеиновата протеаза се дължи на специфичната реакция между групата му от карбоксилна киселина и групата на цистеиновата тиол. Въпреки това, ковалентните модификации могат също да предизвикат целеви ефекти. Например, i3CA може да реагира с други тиол, съдържащи протеини (като глутатион) в тялото, което води до натрупване на токсичност. Следователно, оптимизирането на ковалентната ефективност на модификация на I3CA изисква баланс между активността и безопасността.
Симулация на преходно състояние: динамично инхибиране на ензимни катализирани реакции
Ензимните катализирани реакции ускоряват реакционния процес чрез намаляване на енергията на активиране, като ключовата стъпка е образуването на високи - състояния на енергиен преход. Аналозите на преходното състояние (TSA) конкурентно инхибират ензимната активност чрез симулиране на геометричната структура и разпределението на електрон на преходните състояния, образувайки комплекси с висок афинитет с ензими. Например, метотрексатът се превърна в важен представител на противораковите лекарства чрез симулиране на преходното състояние на дихидрофолат редуктаза.
Индоловият пръстен на I3CA има планарна конюгирана структура, която може да симулира преходното състояние в реакцията на окисляване на ароматни аминокиселини като триптофан. Например, в триптофана 2,3 - диоксигеназа (TDO) катализирана реакция, индолският пръстен на триптофана трябва да претърпи отваряне на пръстена, за да образува линейна междинна среда, в крайна сметка генерираща формална киселина и орто аминобензоева киселина. I3CA симулира равнинната конформация на преходното състояние на отворен контур през твърдата му структура на индол пръстен и образува стабилно свързване с активния сайт на TDO.
Експериментална проверка: Инхибиторният ефект на I3CA върху TDO и предимствата и ограниченията на симулацията на преходното състояние
През 2025 г. проучване, установено чрез ензимния кинетичен анализ, че константата на инхибиране (KI) на I3CA на TDO е 0,3 μm, а типът на инхибиране е конкурентно инхибиране. X - Рей кристалографията показва, че индолният пръстен на I3CA се свързва с Fe ² ⁺ ⁺ йон на активното място на TDO чрез координационна връзка, докато групата му с карбоксилна киселина образува водородна връзка с остатъка от ARG144, симулирайки режима на взаимодействие между субстрата и ензима в състоянието на прехода. В допълнение, квантовите химични изчисления показват, че енергията на свързване на i3CA е с 12 kcal/mol по -ниска от тази на базалния аргинин, като допълнително подкрепя механизма на симулация на преходно състояние. Предимството на симулацията на състоянието на прехода се състои в нейната висока селективност и силен афинитет. Поради режима на свързване на TSAS към ензимите е близък до естественото преходно състояние, техният инхибиторен ефект обикновено не се влияе от концентрацията на субстрата. Въпреки това, проектирането на ефективен TSA изисква прецизен анализ на структурата на преходното състояние на ензима, която разчита на подкрепата на кристалография с висока - и изчислителна химия. В допълнение, трудността на синтеза на TSA е сравнително висока, което може да ограничи тяхното клинично приложение.
Популярни тагове: Индол-3-карбоксилна киселина CAS 771-50-6, доставчици, производители, фабрика, на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба