حمض الإندول-3-الكربوكسيليك، المعروف أيضًا باسم حمض الإندول-3-كربوكسيل، أو إندول-3-كربوكسيليك، أو حمض إندول-3-كربوكسيل أو حمض إندول-3-كربوكسيل، رقم CAS. 771-50-6، الصيغة الجزيئية C9H7NO2. وهو بلوري أبيض رمادي أو مادة مسحوقية، قابل للذوبان في الإيثانول والأثير والأسيتات، ويصعب ذوبانه في الماء المغلي والبنزين، وغير قابل للذوبان في الأثير البترولي. وهو مستقر في درجة حرارة الغرفة والضغط، ولكن يجب تجنب ملامسة الأكاسيد. باعتباره وسيطًا صيدلانيًا، يلعب حمض الإندول-3-كربوكسيليك دورًا مهمًا في تخليق الدواء، خاصة لتخليق الأدوية مثل تروبيسترون. بالإضافة إلى ذلك، فقد وجد أنه يتم إنتاجه أثناء عملية التمثيل الغذائي للتريبتوفان الإندول البولي وهو مستقلب طبيعي في الجسم، لكن تركيزه يزداد في المرضى الذين يعانون من أمراض الكبد، لذلك له قيمة بحثية طبية حيوية معينة.
|
|
|
| الصيغة الكيميائية | C9H7NO2 |
| الوزن الجزيئي | 161.16 |
| الكتلة الدقيقة | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| التحليل العنصري | التحليل العنصري: ج، 67.08؛ ح، 4.38؛ ن، 8.69؛ او 19.85 |
| نقطة الغليان | 287.44 درجة (تقدير تقريبي) |
| نقطة الانصهار | 232-234 درجة (ديسمبر)(مضاءة) |
| شروط التخزين | 2-8 درجة |
| استمارة | مسحوق |
| لون | بيج فاتح |
| الذوبان | قابل للذوبان في 95٪ إيثانول: 50 ملغم / مل، قابل للذوبان أيضًا في الميثانول. |
حمض إندول-3-كربوكسيللديها مجموعة واسعة من الاستخدامات، وخاصة في مجالات الطب، والبحوث الكيميائية الحيوية، والتوليف العضوي. فيما يلي بعض استخداماته الرئيسية:
الوسطيات الصيدلانية
حمض إندول-3-كربوكسيلهو وسيط مهم لتخليق مجموعة متنوعة من الأدوية. على سبيل المثال، يمكن استخدامه لتصنيع عقار تروبيسترون، وهو دواء يستخدم لعلاج ومنع الغثيان والقيء الناجم عن العلاج الكيميائي-.
ويمكن استخدامه أيضًا لتخليق مركبات أخرى نشطة بيولوجيًا والتي قد يكون لها تأثيرات مضادة- للالتهابات أو مضادة للبكتيريا أو مضادة للسرطان أو تأثيرات دوائية أخرى.
البحوث البيوكيميائية
باعتباره أحد مستقلبات تريبتوفان الإندول البولي، فإن حمض الإندول-3-كربوكسيل له أهمية كبيرة في الأبحاث الكيميائية الحيوية. ومن خلال الكشف عن التغيرات في محتواه في الجسم، يمكن فهم حالة نشاط المسارات الأيضية ذات الصلة، ومن ثم يمكن دراسة آلية حدوث الأمراض ذات الصلة.
كما أنه يستخدم لدراسة مسارات التخليق الحيوي وآليات تنظيم التمثيل الغذائي لمركبات الإندول.
التوليف العضوي
باعتباره جزيءًا وظيفيًا يحتوي على حلقة إندول ومجموعة كربوكسيل، فإن حمض الإندول-3-كربوكسيل لديه نطاق واسع من التطبيقات المحتملة في التخليق العضوي. ويمكن استخدامه كمادة أولية أو وسيط رئيسي لتخليق الجزيئات العضوية المعقدة، ويمكن إدخال مجموعات وظيفية أخرى من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية لتجميع المركبات ذات الهياكل والخصائص المحددة.
مجالات أخرى
بالإضافة إلى المجالات المذكورة أعلاه، قد يدخل حمض الإندول-3-كربوكسيل أيضًا في مجالات صناعية أخرى مثل المبيدات الحشرية، ومواد الكريستال السائل، ومواد حماية البيئة. ومع ذلك، فإن التطبيقات المحددة في هذه المجالات قد تكون قليلة نسبيًا وتتطلب المزيد من البحث والتطوير.
حمض الإندول-3-كربوكسيل له تطبيقات هامة في الوسطيات الصيدلانية، والتي تنعكس بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
تخليق المخدرات
تخليق تروبيسترون: يعتبر حمض الإندول-3-كربوكسيل وسيطًا رئيسيًا في تخليق الأدوية المضادة للقيء مثل تروبيسترون. يستخدم تروبيسترون بشكل رئيسي لعلاج ومنع الغثيان والقيء الناجم عن العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي والجراحة. له تأثير علاجي كبير وآثار جانبية قليلة.
تصنيع الأدوية المضادة للفيروسات: بالإضافة إلى التروبيسيترون، يمكن أيضًا استخدام حمض الإندول-3-كربوكسيل في تصنيع أدوية أخرى مضادة للفيروسات. ومع التعمق المستمر في الأبحاث المضادة للفيروسات، أصبحت آفاق تطبيق هذا النوع من المركبات في المجال الطبي أكثر اتساعًا.
أبحاث النشاط البيولوجي
دور المستقلبات:حمض إندول-3-كربوكسيلهو منتج في بعض المسارات الأيضية البيولوجية في الجسم، مثل أحد مستقلبات التربتوفان الإندول البولي. ومن خلال دراسة التغيرات في محتواه في الكائنات الحية، يمكن فهم حالة نشاط المسارات الأيضية ذات الصلة، وبالتالي توفير أدلة لتشخيص الأمراض وعلاجها.
التأثيرات الدوائية المحتملة: نظرًا لتركيبه الكيميائي الخاص، قد يكون لحمض الإندول-3-الكربوكسيليك تأثيرات مضادة للالتهابات ومضادة للبكتيريا ومضادة للسرطان وغيرها من التأثيرات الدوائية المحتملة. تتطلب هذه التأثيرات مزيدًا من الدراسة والتحقق من الصحة لتطوير أدوية أو علاجات جديدة.
تصميم الأدوية وتحسينها
الأساس الهيكلي: توفر حلقة الإندول وبنية الكربوكسيل لحمض الإندول -3 الكربوكسيل أساسًا بنيويًا مهمًا لتصميم جزيئات الدواء. ومن خلال تعديل وتحسين بنيتها، يمكن تصميم جزيئات دوائية جديدة ذات نشاط بيولوجي أفضل وسمية أقل.
فحص الأدوية: في عملية فحص الأدوية، يمكن استخدام حمض الإندول-3-كربوكسيل ومشتقاته كمركبات مرشحة للفحص والتقييم الأولي. وهذا يساعد على اكتشاف جزيئات الدواء المحتملة بسرعة ويوفر التوجيه لأبحاثها اللاحقة.
باختصار، حمض الإندول-3-كربوكسيل له آفاق تطبيق واسعة في الوسطيات الصيدلانية. ومع التقدم المستمر للتكنولوجيا الطبية وتعميق البحث، ستستمر مجالات تطبيقها في التوسع والتحسين.
آلية حمض الإندول-3-كربوكسيل كمثبط للإنزيم: الالتقاط التساهمي ومحاكاة الحالة الانتقالية
تلعب الإنزيمات، باعتبارها جزيئات رئيسية تحفز التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية، دورًا مركزيًا في تنظيم نشاطها في علاج الأمراض. أصبحت مثبطات الإنزيمات أهدافًا مهمة لتطوير الأدوية من خلال التدخل في الوظيفة التحفيزية للإنزيمات.حمض إندول-3-كربوكسيل(I3CA، حمض 3-إندول كربوكسيليك) هو أحد مشتقات الإندول الموجودة بشكل طبيعي والموزعة على نطاق واسع في المستقلبات البشرية، ومنظمات نمو النبات، والمستقلبات الميكروبية. في السنوات الأخيرة، وجدت الدراسات أن I3CA يمكن أن يمنع نشاط إنزيمات معينة من خلال آليتين: الالتقاط التساهمي ومحاكاة الحالة الانتقالية، مما يدل على إمكانات دوائية فريدة.
الالتقاط التساهمي: الأساس الكيميائي لربط مثبط الإنزيم الذي لا رجعة فيه
تشكل المثبطات التساهمية روابط تساهمية مع بقايا الأحماض الأمينية (مثل السيستين، السيرين، اللايسين، إلخ) في الموقع النشط للإنزيم، مما يؤدي إلى تعطيل الإنزيم بشكل لا رجعة فيه. على عكس المثبطات العكسية، فإن استقرار الارتباط التساهمي يمنحها مدة عمل أطول وانتقائية أعلى. على سبيل المثال، تحقق مثبطات الأسيتيل كولينستراز (مثل الفوسفات العضوي) تثبيطًا طويل الأمد- عن طريق فسفرة بقايا السيرين في الموقع النشط، وتستخدم على نطاق واسع في المبيدات الحشرية وعوامل الأعصاب.
يحتوي التركيب الجزيئي لـ I3CA على حلقة إندول ومجموعة حمض الكربوكسيل. يمكن لمجموعات حمض الكربوكسيل (- COOH) أن تنفصل جزئيًا إلى مجموعات كربوكسيلات (- COO ⁻) في ظل الظروف الفسيولوجية، وتسمح لها السالبية الكهربية لها بالخضوع لتفاعلات الاستبدال محبة للنواة مع مجموعات محبة للنواة في مواقع الإنزيم النشطة (مثل ثيول السيستين (- SH)) وتشكيل ثيوستر أو سندات أميد. على سبيل المثال، في التجارب التي تستهدف بروتياز السيستين، تشكل مجموعة حمض الكربوكسيل من I3CA مركبًا تساهميًا مع مجموعة الثيول من السيستين من خلال تفاعل إزالة الإضافة المحب للنواة، مما يؤدي إلى فقدان نشاط الإنزيم.
الأدلة التجريبية: تثبيط بروتياز السيستين بواسطة I3CA والانتقائية والتأثيرات غير المستهدفة للتعديل التساهمي
في عام 2025، أكدت دراسة من خلال تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR) أن ثابت الارتباط (Kd) بين I3CA والبروتياز B (بروتياز السيستين) كان 0.8 ميكرومتر، وكان التأثير المثبط لا رجعة فيه. أظهر تحليل قياس الطيف الكتلي أن مجموعة حمض الكربوكسيل في I3CA تشكل رابطة تساهمية مع بقايا Cys25 من الأنزيم البروتيني B، مما يؤدي إلى تغير تكويني في المركز النشط للإنزيم. بالإضافة إلى ذلك، تشير عمليات محاكاة الديناميكيات الجزيئية إلى أن حلقة الإندول من I3CA يمكن دمجها في جيب الإنزيم الكاره للماء، مما يزيد من استقرار المركب التساهمي. تعتمد انتقائية مثبطات التساهمية على تكوين الأحماض الأمينية والتشكل المكاني للموقع النشط للإنزيم. ترجع الانتقائية العالية لـ I3CA تجاه بروتياز السيستين إلى التفاعل المحدد بين مجموعة حمض الكربوكسيل ومجموعة ثيول السيستين. ومع ذلك، قد تؤدي التعديلات التساهمية أيضًا إلى تأثيرات بعيدة عن الهدف. على سبيل المثال، قد يتفاعل I3CA مع البروتينات الأخرى التي تحتوي على الثيول (مثل الجلوتاثيون) في الجسم، مما يؤدي إلى تراكم السمية. ولذلك، فإن تحسين كفاءة التعديل التساهمي لـ I3CA يتطلب التوازن بين النشاط والسلامة.
محاكاة الحالة الانتقالية: التثبيط الديناميكي للتفاعلات المحفزة بالإنزيم
تعمل التفاعلات المحفزة بالإنزيم على تسريع عملية التفاعل عن طريق تقليل طاقة التنشيط، حيث تتمثل الخطوة الأساسية في تكوين -حالات انتقالية عالية للطاقة. تعمل نظائر الحالة الانتقالية (TSAs) على تثبيط نشاط الإنزيم بشكل تنافسي من خلال محاكاة البنية الهندسية وتوزيع الإلكترون للحالات الانتقالية، وتشكيل مجمعات عالية الألفة مع الإنزيمات. على سبيل المثال، أصبح الميثوتريكسيت ممثلًا مهمًا للأدوية المضادة للسرطان من خلال محاكاة الحالة الانتقالية لإنزيم ثنائي هيدروفولات المختزل.
تحتوي حلقة الإندول في I3CA على بنية مترافقة مستوية، والتي يمكنها محاكاة الحالة الانتقالية في تفاعل أكسدة الأحماض الأمينية العطرية مثل التربتوفان. على سبيل المثال، في تفاعل التريبتوفان 2,3- ديوكسيجيناز (TDO) المحفز، تحتاج حلقة الإندول من التربتوفان إلى الخضوع لفتح الحلقة لتكوين وسيط خطي، مما يؤدي في النهاية إلى توليد حمض الفورميك وحمض أورثو أمينوبنزويك. يحاكي I3CA التشكل المستوي لحالة الانتقال ذات الحلقة المفتوحة من خلال بنية حلقة الإندول الصلبة، ويشكل ارتباطًا مستقرًا مع موقع TDO النشط.
التحقق التجريبي: التأثير المثبط لـ I3CA على TDO ومزايا وقيود محاكاة الحالة الانتقالية
في عام 2025، وجدت دراسة من خلال تحليل حركية الإنزيم أن ثابت التثبيط (Ki) لـ I3CA على TDO كان 0.3 ميكرومتر، وكان نوع التثبيط هو التثبيط التنافسي. تُظهر دراسة البلورات بالأشعة السينية أن حلقة الإندول من I3CA ترتبط بأيون Fe ² ⁺ في موقع TDO النشط من خلال رابطة تنسيق، بينما تشكل مجموعة حمض الكربوكسيل الخاصة بها رابطة هيدروجينية مع بقايا Arg144، مما يحاكي وضع التفاعل بين الركيزة والإنزيم في الحالة الانتقالية. بالإضافة إلى ذلك، تشير الحسابات الكيميائية الكمومية إلى أن طاقة الربط لـ I3CA أقل بمقدار 12 كيلو كالوري/مول من طاقة الأرجينين الأساسي، مما يدعم آلية محاكاة الحالة الانتقالية الخاصة به. تكمن ميزة محاكاة الحالة الانتقالية في انتقائها العالية وتقاربها القوي. نظرًا لطريقة ربط TSAs بالإنزيمات التي تكون قريبة من حالة الانتقال الطبيعية، فإن تأثيرها المثبط لا يتأثر عادةً بتركيز الركيزة. ومع ذلك، يتطلب تصميم TSA الفعال تحليلًا دقيقًا لبنية الحالة الانتقالية للإنزيم، والذي يعتمد على دعم علم البلورات عالي الدقة والكيمياء الحسابية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن صعوبة تركيب TSAs مرتفعة نسبيًا، مما قد يحد من تطبيقها السريري.
الوسم : حمض الإندول-3-الكربوكسيليك cas 771-50-6، الموردين، الشركات المصنعة، مصنع، بالجملة، شراء، السعر، بالجملة، للبيع