6-O-benzilgvanin(BG) je pomembna kemična snov, ki je bela praškasta trdna snov z relativno stabilno kristalno strukturo. Molekulska formula je C12H11N5O, številka CAS pa 19916-73-5. Ima določeno topnost v metanolu, s topnostjo 20 mg/mL. Poleg tega je topen v DMF (N, N-dimetilformamid), vendar netopen v vodi. Ima široko paleto aplikacij na področju medicine in biokemije. Je analog gvanina in zaviralec encima za popravilo DNA O6 alkil gvanin DNA alkil transferaze (MGMT/AGT). Kot substrat AGT se njegova benzilna skupina prenese na cisteinski ostanek AGT, kar nepovratno inaktivira AGT in prepreči popravljanje DNA. Lahko inducira apoptozo tumorskih celic in ima protitumorsko delovanje.
|
|
|
|
Kemijska formula |
C12H11N5O |
|
Natančna masa |
241.10 |
|
Molekulska teža |
241.25 |
|
m/z |
241.10 (100.0%), 242.10 (13.0%), 242.09 (1.8%) |
|
Elementna analiza |
C, 59.74; H, 4.60; N, 29.03; O, 6.63 |
Za dokončanje kemične sinteze je mogoče uporabiti veliko izvedljivih tehničnih poti6-O-benzilgvanin. Vsaka neodvisna sintetična shema ima značilne prednosti, hkrati pa jo spremljajo nekatere neizogibne omejitve in pomanjkljivosti.
V praktičnem raziskovalnem in proizvodnem procesu izbira optimalnih sinteznih pristopov zahteva celovito oceno številnih ključnih vplivnih elementov, ki zajemajo priročnost pridobivanja surovin, mehkobo reakcijskih pogojev, stopnjo čistosti končnega izdelka in skupni reakcijski izkoristek. V tem diplomskem delu je sistematično predstavljenih več široko uporabljenih glavnih sinteznih tehnologij za6-O-benzilgvanin, ter zagotavlja temeljito in podrobno razlago v zvezi z inherentnimi reakcijskimi principi, kemijskimi mehanizmi in konkretnimi eksperimentalnimi operativnimi koraki vsake sintetične metode.
Metoda sinteze
1.1 Surovine in reagenti
2-amino-6-kloropurin (ACP)
trietilendiamin (DABCO)
Benzil alkohol
Natrijev hidrid
Katalizatorji (kot so katalizatorji faznega prenosa)
1.2 Koraki sinteze
Reakcija 2-amino-6-kloropurina s trietilendiaminom, da nastane purinski intermediat DABCO. Ta korak reakcije običajno poteka v brezvodnih pogojih, da se izognemo vplivu vlage na reakcijo. Izvedite nukleofilno substitucijsko reakcijo med purinskim intermediatom DABCO in benzil alkoholom pod katalizo natrijevega hidrida, da ustvarite O-6-benzilgvanin. Ta stopnja reakcije običajno zahteva segrevanje, da pospeši napredovanje reakcije, hkrati pa nadzoruje reakcijski čas in temperaturo, da se prepreči nastajanje stranskih produktov.
1.3 Mehanizem sinteze
Reakcijski mehanizem tega sintetičnega pristopa temelji predvsem na tipičnih nukleofilnih substitucijskih reakcijah. V začetni reakcijski fazi trietilendiamin deluje kot alkalni reagent, pri čemer odvzame klorov atom iz 2-amino-6-kloropurina in tvori purinski intermediat DABCO. V naslednjem koraku hidroksilna skupina, pridobljena iz benzilalkohola, služi kot nukleofilno sredstvo, ki napada dušikovo mesto znotraj purinskega intermediata DABCO, pri čemer na koncu nastane ciljni produkt O-6-benzilgvanin skupaj z ustrezno snovjo odhodne skupine.
1.4 Čiščenje izdelka
Po končani reakciji dobimo surovi produkt s koraki, kot so filtracija, pranje in sušenje. Nato smo surovi produkt očistili z metodami, kot sta kolonska kromatografija in rekristalizacija, da smo dobili O-6-benzilgvanin visoke -čistosti. Metoda sinteze z uporabo 6-klorogvanina kot surovine. Surovine in reagenti:
- 6-klorogvanin
- Benzil alkohol
- Katalizatorji (kot so katalizatorji faznega prenosa)
- Alkalije (kot je natrijev hidroksid)
6-klorogvanin je podvržen kemijski reakciji z benzilalkoholom pod skupnim delovanjem katalizatorja in alkalne snovi, da se sintetizira ciljni produkt O-6-benzilgvanin. Ta reakcijski proces na splošno zahteva neprekinjeno segrevanje in enakomerno mešanje, da se učinkovito pospeši hitrost reakcije in olajša zadostno napredovanje reakcije. Ko je reakcija končana, lahko surovi produkt zberemo s postopki filtracije, pranja in sušenja. Nato uporabimo kolonsko kromatografijo in rekristalizacijo za prečiščevanje surovega vzorca, da pridobimo končni produkt O-6-benzilgvanina visoke čistosti.
2.1 Mehanizem sinteze
Mehanizem te metode sinteze vključuje predvsem substitucijske reakcije. V reakciji hidroksilna skupina benzil alkohola deluje kot nukleofil, ki napada atom klora v 6-klorogvaninu, pri čemer nastane O-6-benzilgvanin in ustrezna odhodna skupina. Prisotnost katalizatorjev in baz lahko pospeši reakcijo in poveča izkoristek produktov. Podobno kot pri zgornji metodi je po končani reakciji potrebno čiščenje surovega produkta. O-6-benzilgvanin visoke čistosti je mogoče pridobiti z metodami, kot sta kolonska kromatografija in rekristalizacija.
Po-poglobljena disekcija molekularnega mehanizma
Osnovni molekularni mehanizem: nepovratna inaktivacija MGMT, blokiranje popravljanja DNA
Konkurenca substrata in kovalentna modifikacija
6-O-benzilgvanin(O6BG) se kot gvaninov analog kompetitivno veže na encim za popravilo DNA MGMT (O6-alkilgvanin DNA alkiltransferaza) s posnemanjem strukture mesta poškodbe DNA (O6-alkilgvanin). Ključna reakcija: Benzilna skupina O6BG se prenese na cisteinski ostanek (Cys145) MGMT, pri čemer nastane kovalentna vez, kar ima za posledico ireverzibilno inaktivacijo encima. Kinetika encima: Ta reakcija je en sam katalitični proces in vsaka molekula MGMT lahko inaktivira le eno molekulo O6BG, kar ima za posledico "samomorilno inhibicijo".
Blokiranje poti popravljanja DNK
MGMT je edini encim v celici, ki neposredno popravlja poškodbe O6-alkilgvanina. Njegova inaktivacija vodi do: kopičenja poškodb alkilirajočega sredstva: kot je temozolomid (TMZ), kemoterapevtska zdravila inducirajo O6-metilgvanin, ki ga ni mogoče popraviti, kar povzroči neujemanje DNK (združevanje s timinom). Zaustavitev celičnega cikla: poškodba DNK aktivira signalno pot p53 in povzroči zaustavitev celičnega cikla (faza G2/M) oz. apoptoza. Sintetični smrtonosni učinek: V tumorjih s pomanjkanjem MGMT lahko O6BG v kombinaciji z alkilirajočimi sredstvi selektivno ubije rakave celice, medtem ko so normalne celice manj prizadete zaradi nižje ekspresije MGMT.
Več{0}}dimenzionalna validacija protitumorske aktivnosti
Eksperimentalni podatki in vitro
Občutljivost celične linije: rakave celice trebušne slinavke L3.6pl kažejo-od odmerka odvisno apoptozo za O6BG (50 ug/mL, 48 ur) z IC50 50 ug/mL.
Regulacija izražanja beljakovin: Regulacija navzdol-: MGMT, proteini celičnega cikla B1/B2/A, p53, Ki-67 (marker proliferacije); Regulacija navzgor: p21 (protein zaviralec celičnega cikla), citokrom C, kaspaza-9 (protein za izvajanje apoptoze); Razgradnja: PARP1 (protein za popravilo DNK). Inhibicija ravni transkripcije: O6BG znatno zmanjša ekspresijo mRNA MGMT in blokira njegovo sintezo.
In vivo živalski modeli
Model ksenotransplantata raka trebušne slinavke: Samcem golih miši so dnevno intraperitonealno injicirali O6BG (100 ug) v kombinaciji z gemcitabinom (100 mg/kg). Po 35 dneh sta se mediani volumen in teža tumorja znatno zmanjšala. Učinek preobčutljivosti pri kemoterapiji: O6BG poveča občutljivost rakavih celic trebušne slinavke na gemcitabin za 3-krat, mehanizem, ki vključuje inhibicijo popravljanja DNK, ki ga posreduje MGMT-.
Predklinične študije
Model nevroblastoma: O6BG poveča proti-tumorsko aktivnost TMZ + irinotekan, s čimer podaljša preživetje. Obrat odpornosti: Z zaviranjem MGMT O6BG premaga odpornost tumorskih celic na alkilirajoča sredstva in obnovi učinkovitost kemoterapije.
Poglobljena-analiza molekularne strukture in farmakodinamičnega razmerja
Strukturna osnova
Molekulska kemijska formula je definirana kot $\\ce{C12H11N5O}$, z relativno molekulsko maso, ki doseže 241,25. Spojina vsebuje značilne funkcionalne skupine. Benzoiloksi skupina (-OCH₂Ph) služi kot analog alkilirnega sredstva, medtem ko 2-aminopurinsko ogrodje gradi strukturno ogrodje, podobno naravnim bazam DNK. Kar zadeva lastnosti topnosti, se raztopi pri 48 mg/mL v DMSO in 12 mg/mL v etanolu. Snov se težko raztopi v vodni raztopini, zato jo je treba formulirati v osnovno raztopino z organskimi topili za nadaljnjo poskusno uporabo.
Razmerje strukturne aktivnosti (SAR)
Obeti in izzivi klinične uporabe Razširitev indikacij
Razširitev indikacij
Kombinirana kemoterapija: O6BG je začel klinična preskušanja za izboljšanje učinkovitosti TMZ proti glioblastomu in melanomu.
Ciljna terapija: razvil komplet za odkrivanje metilacije promotorja MGMT za identifikacijo populacij, občutljivih na O6BG-.
Mehanizmi odpornosti
Prekomerna ekspresija MGMT: nekateri tumorji obnovijo aktivnost MGMT z genskim pomnoževanjem ali epigenetsko regulacijo, kar zahteva kombinacijo z epigenetskimi zaviralci (npr. zaviralci DNMT).
Varnostna optimizacija
Obvladovanje toksičnosti: O6BG je dobro prenašal v študijah na živalih, vendar je potrebno spremljanje morebitnih neželenih učinkov, kot je supresija kostnega mozga.
Dostavni sistemi: Tehnologije inkapsulacije nanodelcev ali liposomov lahko izboljšajo ciljanje O6BG.
neželeni učinek
Čeprav lahko O6-BG poveča učinkovitost kemoterapije, lahko njegova uporaba povzroči več sistemskih neželenih učinkov, ki vključujejo predvsem naslednje vidike:
Hematološka toksičnost
Lahko poveča toksičnost alkilirajočih sredstev za kostni mozeg, kar povzroči zmanjšanje belih krvnih celic in trombocitov. Na primer, pri uporabi v kombinaciji s temozolomidom lahko bolniki doživijo nevtropenijo (pogostnost približno 30 % -50 %) in trombocitopenijo (približno 20 % -40 %), hudi primeri pa lahko zahtevajo odloženo zdravljenje ali prilagoditev odmerka. Dolgotrajna uporaba lahko povzroči anemijo zaradi zaviranja nastajanja rdečih krvničk, ki se kaže kot utrujenost in omotica, zato je potrebno redno spremljanje ravni hemoglobina.
Odziv prebavnega sistema
Slabost in bruhanje: pogosto opažena pri kombiniranih shemah kemoterapije, s stopnjo incidence približno 40-60 %, je lahko povezana s stimulacijo sluznice prebavil ali centralnega živčnega sistema z zdravili.
Nenormalno delovanje jeter: Majhno število bolnikov lahko doživi povišane vrednosti transaminaz (ALT/AST ↑), kar kaže na poškodbo jetrnih celic in zahteva redno spremljanje delovanja jeter. Mehanizem: Sredstva za alkiliranje neposredno poškodujejo celice sluznice prebavil; Povečana presnovna obremenitev jeter povzroči stres v jetrnih celicah.
Reference
Kreklau EL, Kurpad C, Williams DA, et al. Podaljšano zaviranje MGMT v človeških tumorskih celicah s 6-Obenzilgvaninom in vitro in in vivo [J]. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 1999, 291(3): 1042-1049. PMID: 10565851.
Blumenthal D T. Študija faze III radioterapije plus 6 OBenzilgvanin in BCNU v primerjavi z RT in samo BCNU pri na novo diagnosticiranem glioblastomu [J]. Mednarodni časopis za klinično onkologijo, 2015, 20(4): 650-658. DOI: 10.1007/s10147-014-0769-0.
Tintoré M, Grijalvo S, Fàbrega C, et al. Sinteza oligonukleotidov, ki nosijo fluorescentno označen O6-alkilgvanin za merjenje aktivnosti MGMT [J]. Pisma o bioorganski in medicinski kemiji, 2015, 25 (22): 5208-5211. DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.09.065.
Wang L, Zhang Y, Liu H. 6 OBenzilgvanin poveča kemosenzitivnost rakavih celic trebušne slinavke z zaviranjem MGMT-posredovanega popravljanja DNK[J]. Kitajski časopis za klinično onkologijo, 2020, 47(8): 415-421. (v kitajščini)
Quinn JA, Jiang SX, Reardon DA, et al. Faza II preskušanja temozolomida in 6 Obenzilgvanina pri odraslih s ponavljajočim se malignim gliomom, odpornim na -temozolomid [J]. Journal of Clinical Oncology, 2009, 27(8): 1262-1267. DOI: 10.1200/JCO.2008.18.8417.
pogosta vprašanja
Ta spojina je v običajnih pogojih sobne temperature videti kot čista bela kristalinična trdna snov. Odlikuje ga kompaktna in stabilna notranja molekularna konfiguracija, ki kaže zmerno topnost v različnih polarnih organskih topilih, skupaj z odlično inherentno kemično stabilnostjo. Ko je shranjena v običajnih okoljih za shranjevanje, lahko snov stalno ohranja svojo prvotno fizično obliko in inherentne lastnosti brez strukturnega razpada ali poslabšanja kakovosti.
Deluje kot ključni derivat intermediata nukleinske kisline z visoko uporabno vrednostjo. Uporablja se predvsem na različnih področjih, vključno z osnovnimi biomedicinskimi raziskavami, farmakološkim raziskovanjem tumorjev in z genetiko-povezano eksperimentalno analizo. Poleg tega deluje kot nepogrešljiva osnovna surovina za raziskave in razvoj ciljno usmerjenih učinkovin, ki se uporabljajo v-zdravljenju raka.
Ta spojina ima značilno benzil-substituirano funkcionalno strukturo, ki je trdno povezana z osnovnim molekularnim skeletom gvanina, kar ji daje izrazito in močno kemično reaktivnost. Lahko aktivno sodeluje pri visoko-natančnih selektivnih strukturnih modifikacijah in reakcijah medmolekularnega spajanja, ki ciljajo na biomolekule nukleinske kisline. Medtem je sposoben prožno uravnavati in optimizirati inherentne biološke značilnosti, razumno modulirati ustrezno intenzivnost bioaktivnosti, tako da celovito ustreza raznolikim in zapletenim praktičnim zahtevam v biokemičnih raziskavah, raziskavah molekularne biologije in področjih organskih sintetičnih pripravkov.
Končni izdelek je treba tesno zapreti in ga postaviti v hladen in suh prostor za shranjevanje, pri čemer mora biti popolnoma zaščiten pred intenzivno neposredno sončno svetlobo in močno svetlobo. Med dnevnim konzerviranjem je treba material hraniti daleč stran od vlažnega zraka, okolij z visoko-temperaturo in različnih jedkih kemičnih snovi, da se učinkovito izognemo notranjim spremembam molekularne strukture in nepopravljivemu poslabšanju kakovosti. Znanstvene in standardizirane metode shranjevanja lahko dobro ohranijo njegovo inherentno stabilno biološko aktivnost in prvotno visoko kemično čistost ter zagotovijo zanesljivo kakovost pri dolgoročnem-ohranjanju in praktični uporabi.
Priljubljena oznake: 6-o-benzilgvanin cas 19916-73-5, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodaja, nakup, cena, v razsutem stanju, naprodaj