Войти
 | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
| Количество CAS | |
| PubChem CID | |
| ChemSpider | |
| ЧЭМБЛ | |
| Панель управления CompTox ( EPA) | |
| Химические и физические данные | |
| Формула | C 37 H 50 N 2 O 10 |
| Молярная масса | 682,811 г моль -1 |
| 3D модель ( JSmol ) | |
Улыбки
| |
Метилликаконитин (MLA) - это дитерпеноидный алкалоид, обнаруженный во многих разновидностях Delphinium (larkspurs). Как и многие другие дитерпеноидные алкалоиды, он токсичен для животных, хотя острая токсичность зависит от вида. Ранние исследования были сосредоточены на выявлении и характеристике свойств метилликаконитина как одного из основных токсинов в шпорах, ответственных за отравление домашнего скота в горных пастбищах Северной Америки. Метилликаконитин исследовался как возможное терапевтическое средство для лечения спастических параличей у человека, и было показано, что он обладает инсектицидными свойствами. Совсем недавно он стал важным молекулярным зондом для изучения фармакологии никотинового рецептора ацетилхолина.
Первое выделение MLA из Delphinium brownii, Rydb., Вероятно, было сделано Ричардом Манске в Национальных исследовательских лабораториях в Оттаве, Канада, в 1938 году. Предположительно, поскольку он не получил соединение в достаточно чистой форме, Манске отказался дать его. имя. Название «метил-ликаконитин» было присвоено Джоном Гудсоном, работающим в лаборатории химических исследований Wellcome в Лондоне, Англия, когда он выделил алкалоид в более чистой форме из семян Delphinium elatum, L. в 1943 году. Более современная изоляция Процедура описана Пеллетье и его сотрудниками, которые использовали семена «садового ласточкиного шпора» Consolida ambigua (также называемого Delphinium ajacis ) в качестве источника растений.
Полная молекулярная структура для MLA, правильная во всех деталях, кроме одной, была впервые опубликована Кузовковым и Платоновой в 1959 году. Эта структура, частично подтвержденная рентгеновской кристаллографией (которая обычно считается "окончательным" аналитическим методом) химического вещества. производная от MLA в исполнении Марии Пшибыльской, считалась правильной до начала 1980-х годов. В то время, исследовательские группы Pelletier и Эдвардс и Przybylska независимо друг от друга скорректировали стереохимию из метокси группы при C-1 от β- к α- конфигурации. Таким образом, любой рисунок MLA, появившийся до статьи Пеллетье 1981 года, будет показывать структуру с неправильной стереохимией в точке C-1.
[1α, 4 (S), 6β, 14α, 16β] -20-Этил-1,6,14,16-тетраметокси-4 - [[[2- (3-метил-2,5-диоксо-1-пирролидинил) бензоил] окси] метил] аконитан-7,8-диол; также неправильно упоминается как «N-метилликаконитин» в нескольких публикациях.
MLA растворим в хлороформе, но плохо растворяется в воде. Свободное основание MLA не было получено в кристаллической форме, а в аморфной форме оно плавится в конечном итоге при 128 ° C; гидройодид соль имеет точку плавления 201 ° C.; в перхлорат соль плавится при температуре 195 ° С цитрат соли является наиболее распространенной формой, в которой MLA в настоящее время имеются в продаже.
Похоже, что pK a не был зарегистрирован для MLA, но он считается слабым основанием, потому что его можно легко экстрагировать диэтиловым эфиром из водного раствора при pH 7,5-8.
Оптическое вращение свободного основания, [α] D было установлено, что + 49 ° в спирте.
Хотя его обычно называют «дитерпеноидным» алкалоидом, MLA, строго говоря, является нордитерпеноидом, поскольку его углеродный скелет содержит только 19 атомов углерода, причем один из них был удален где-то во время его биосинтеза. В противном случае молекула MLA включает третичный амин, два третичных спирта, четыре группы метилового эфира и сложный эфир на основе антраниловой кислоты и метилянтарной кислоты. Этот N- (2-карбоксифенил) метилсукцинамидоэфир довольно редко встречается среди натуральных продуктов.
По состоянию на апрель 2012 г. сообщений о полном синтезе MLA не поступало. О полусинтезе MLA, начиная с его «родительского» аминоспирта, ликоктонина (полученного простым щелочным гидролизом природного MLA) было сообщено в 1994 году.
Во многих отношениях фармакология MLA очень напоминает фармакологию классического нейромышечного блокатора, d-тубокурарина. «Курареподобные» свойства MLA, кажется, были впервые упомянуты в 1958 году Кузовковым и Бочарниковой, работавшими во Всесоюзном научно-исследовательском институте фармацевтической химии им. Орджиникидзе в бывшем СССР. Подробная статья о фармакологии MLA (в форме его гидриодидной соли, получившей название лекарства «мелликтин») в классических препаратах для животных была опубликована в том же институте в следующем году Дозорцевой.
Эти исследования, а также другие связанные с ними и некоторые оригинальные наблюдения резюмируются в обзоре Бенна и Жакино.
Они показали, что MLA блокирует нервно-мышечную передачу в скелетных мышцах, но не в гладких мышцах, и оказывает некоторое действие по блокированию ганглиев. Такие свойства являются характеристикой антагониста из ацетилхолина, оказывающего воздействие на его никотиновую, но не мускариновые сайты.
В препарате диафрагмы диафрагмы диафрагмы крысы, например, концентрация MLA 2 × 10 -5 М вызвала 50% снижение ответа, а полное ингибирование было вызвано концентрацией препарата 3 × 10 -5 М. В этом препарате мышца, обработанная MLA, нормально отвечала на прямую электрическую стимуляцию, но подавление сокращений было лишь частично антагонистом физостигмина. Аналогичные результаты были получены с препаратами нервно-мышечных волокон лягушки, в которых было показано, что MLA блокирует ответ икроножной мышцы на электрическую стимуляцию седалищного нерва, ингибирует постсинаптические потенциалы действия в портняжной мышце, вызванные стимуляцией седалищного нерва, и уменьшили амплитуду миниатюрных потенциалов замыкательной пластинки в мышце-разгибателе IV пальца.
Ганглия наблюдались -blocking эффектов MLA с помощью кошки мигательной перепонки препарата: полное ингибирование реакции было произведено 4 мг / кг «mellictine» данным внутривенно.
Препарат не оказывал значительного воздействия на препараты гладкой мускулатуры кролика, морской свинки или кошки, что указывает на отсутствие активности в типично мускариновых участках. Например, в подвздошной кишке морской свинки, стимулированной электрическим током, на сокращения не влияла концентрация 5 × 10 -4 М MLA.
Более подробное изложение приведенных выше данных вместе со многими другими материалами можно найти в обзоре, написанном Кипом Пантером и его сотрудниками из лабораторий USDA-ARS в Юте и Калифорнии.
Значительный прогресс был сделан в понимании фармакологии MLA, когда Дженнингс и его сотрудники из American Cyanamid Company сообщили, что MLA (в виде его цитратной соли) сильно ингибирует связывание меченного тритием пропионил- α-бунгаротоксина с препаратом рецептора домашней мухи. голов, с K i ~ 2,5 x 10 -10 М. Впоследствии Макаллан и его сотрудники показали, что MLA также конкурирует с 125 I-α-бунгаротоксином (K i ~ 1 x 10 -9 M) и тритием (-) - никотин (K i ~ 4 x 10 -6 M) в рецепторном препарате из мозга крысы. Эти рабочие также сообщили, что MLA смещена 125 I-альфа-бунгаротоксин из очищенной Торпеды ( электрический луч ) никотиновые рецепторы ацетилхолина (nAChRs) с K я \ 1 × 10 -6 М. Подобные эксперименты, проведенными позже Ward и соавт. показали, что MLA связывается с nAChR, экстрагированными из мышц человека, с K i ~ 8 x 10 -6 M; также сообщалось, что MLA в концентрации 10 -4 M не имеет сродства к мускариновым AChR, меченным тритированным хинуклидинилбензилатом из головного мозга крысы.
Более подробная информация о связывании MLA в nAChRs были представлена Wonnacott и ее сотрудниками, которые представили доказательства того, что MLA, связанные преимущественно с различными субъединицами, выраженный в Xenopus лягушки ооцитов, из нАХРа клонирован из птичьего ДНК: MLA был найден иметь IC 50 ~ 8 x 10 -8 M на α3β2 и ~ 7 x 10 -7 M на подтипах рецептора α4β2. Хотя также было установлено, что MLA прочно связывается с подтипами α7, экспериментальные трудности не позволили определить IC 50. Впоследствии исследовательские группы из Abbott Laboratories в США и Женевского университета в Швейцарии сообщили, что MLA вытесняет 125 I-α-бунгаротоксин из рецепторов α7, клонированных из линии клеток человека K28, с K i ~ 1 x 10 -8..
Последней вехой в продолжающейся саге фармакологии MLA (на апрель 2012 г. имеется около 660 ссылок на статьи в журналах, охватываемых PubMed), следует упомянуть характеристику взаимодействий рецепторов меченого тритием MLA исследователями из Университет Бата в Великобритании.
Одно относительно недавнее исследование, проливающее свет на взаимодействие MLA с ацетилхолинсвязывающими белками (AChBP) на молекулярном уровне, проведено Hansen et al., Которые сделали наблюдения за кристаллической структурой комплекса между MLA и AChBP, выделенным из морская улитка, Aplysia californica.
Токсикология MLA в основном изучалась в контексте отравления домашнего скота дикими шпорами. Основополагающая работа Джона Джасино и Майка Бенна из Университета Калгари в Канаде показала, что MLA, скорее всего, является агентом, ответственным за токсичность местного живокоста D. brownii, и предоставила некоторые предварительные данные об острой токсичности у нескольких видов животных.. Эти LD 50 следующие: мышь, 3–5 мг / кг; лягушка, 3–4 мг / кг; кролик, 2–3 мг / кг (после парентерального введения). Кошки имели сопоставимую восприимчивость с кроликами, тогда как собаки были примерно в 1,5 раза более чувствительны. Эти ранние наблюдения были всесторонне расширены исследователями Министерства сельского хозяйства США, которые оценили LD 50 MLA в ~ 10 мг / кг для овец, ~ 5 мг / кг для крыс и ~ 2 мг / кг для крупного рогатого скота.
Хотя большая часть LD 50 обычно определяется при парентеральном введении исследуемого препарата, MLA также активна при пероральном приеме.
Признаки токсичности для телят, овец, крыс и мышей при низких дозах включали возбуждение, затрудненное дыхание и потерю двигательного контроля; симптомы появились через 2–3 минуты после инъекции и исчезли в течение 10 минут. Дозы, достаточно большие, чтобы вызвать коллапс, также вызывали учащение сердцебиения и дыхания, а также тремор со значительными судорогами, наблюдаемыми у мышей и крыс, но не у крупного рогатого скота или овец. В тех случаях, когда смерть казалась неизбежной, отравлению овец можно было противодействовать внутривенным введением неостигмина и атропина, тогда как отравление телят можно было обратить вспять введением физостигмина. У животных, которым было позволено умереть, смерть, по-видимому, была результатом полного моторного паралича и остановки дыхания.
Стоит отметить, что, хотя LD 50 для мужчин недоступен, клинические исследования Кабелянской показали, что пероральная доза 0,02 г гидриодида MLA («мелликтина») может вводиться пациентам до 5 раз в день в течение курс 1 мес. Однако некоторые субъекты могли переносить только разовые дозы 0,02 г в день без побочных эффектов.
Самое раннее наблюдение взаимосвязи между молекулярной структурой MLA и биологической активностью касалось влияния группы сложного эфира C-18 на острую токсичность. Когда эта группа была гидролизована, полученный аминоспирт (названный ликоктонином из-за его естественного происхождения) оказался гораздо менее ядовитым для животных, чем MLA. Недавнее исследование, сравнивающее LD 50 MLA и ликоктонина, вводимого внутривенно мышам, показало, что ликоктонин более чем в 100 раз менее токсичен, чем MLA. В других функциональных фармакологических исследованиях ликоктонин качественно напоминал MLA, но был примерно в десять раз менее эффективен.
При сравнении в исследованиях связывания nAChR было обнаружено, что MLA конкурирует за сайты связывания 125 I-α-бунгаротоксина (то есть подтипы α7) более чем в 1000 раз сильнее, чем ликоктонин.
Если сукцинимидное кольцо удалено так, чтобы к бензольному кольцу оставалась только группа -NH 2 (как в алкалоиде антраноилликоктонин, который также встречается в природе), полученное соединение будет промежуточным между MLA и ликоктонином по активности и токсичности: это менее токсичен, чем MLA примерно в 4 раза, но его сродство к сайтам связывания 125 I-α-бунгаротоксина более чем в 200 раз ниже, чем у MLA.
Если группа -NH 2 антраноилликоктонина удаляется, давая соединение ликоктонин-18-O-бензоат, сродство к рецепторам α7, а также к рецепторам α4β2 снижается примерно в 10 раз по сравнению с MLA. По сравнению с MLA в тесте диафрагмального нерва крысы, ликоктонин-18-O-бензоат также был примерно в 10 раз менее активным, и аналогичное снижение активности наблюдалось в электрофизиологическом исследовании с участием мышц-разгибателей лягушки.
Даже отсутствие метильной группы в метилсукцинимидо-кольце, как в алкалоиде ликаконитине, снижает сродство к рецепторам α7 примерно в 20 раз, но в этом случае сродство к рецепторам α4β2 существенно не изменяется по сравнению с MLA.
Другой подход, который был исследован в попытке выяснить взаимосвязь структура-активность в MLA, состоял в том, чтобы начать с 2- (метилсукцинимидо) бензойной кислоты ( карбоновая кислота, образующаяся при расщеплении MLA по сложноэфирной группе C-18) и этерифицировать она с различными спиртами и аминокислот - спирты, которые могут рассматриваться в качестве «молекулярных фрагментов» MLA. Однако ни одно из этих соединений не показало какой-либо значительной степени биологического действия, характерного для MLA, в ограниченном количестве анализов, которым они подвергались.
MLA использовалась для лечения различных неврологических расстройств, хотя в последние несколько десятилетий нет упоминаний о таком использовании.
Совсем недавно было высказано предположение, что MLA может быть полезной для уменьшения никотинового вознаграждения, не вызывая симптомов никотиновой отмены. Это предположение было сделано на основе экспериментов, в которых внутрибрюшинные дозы ~ 4 мг / кг и 8 мг / кг MLA значительно снижали самовведение никотина у крыс.
Совсем недавно было высказано предположение, что MLA имеет потенциал в лечении зависимости от каннабиса. Однако это предположение, по-видимому, было основано только на работе Solinas et al. которые показали, что дозы 0,3–5,6 мг / кг, внутрибрюшинно, у крыс, дозозависимо антагонизируют дискриминантно-стимулирующие эффекты 3 мг / кг ТГК.
Учитывая, что ранние советские работы с «мелликтином» показали, что всего лишь ~ 0,2-0,3 мг / кг перорально у человека (при условии веса 60-70 кг для пересчета дозы) может вызвать симптомы токсичность, и что пероральное введение большинства лекарств обычно требует большего количества лекарства, чем парентеральное введение, неясно, окажется ли MLA практическим лечением никотиновой или каннабисной зависимости, исходя из эффективных доз, требуемых в экспериментах на крысах.
В недавнем обзоре Ву и его коллеги процитировали исследование, в котором α7-антагонисты, такие как MLA, демонстрируют потенциал в лечении рака, но эта работа все еще находится на очень ранней стадии.
Дженнингс и его сотрудники, в дополнение к своим ключевым наблюдениям (см. Фармакология выше) относительно связывания MLA с рецепторами, обнаружили, что он токсичен (50 +% смертности) для следующих видов насекомых: Empoasca abrupta (при 100 ppm), Heliothis virescens (1000 частей на миллион), Musca domestica (1000 частей на миллион) и Spodoptera eridana (1000 частей на миллион). MLA существенно не повлияла на следующие виды: Anopheles quadrimaculatus, Aphis fabae, Diabrotica undecimpunctuata howardi и Tetranychus urticae. MLA также выступала в качестве сдерживающего фактора при питании личинок Spodoptera, питающихся листьями фасоли, с LC 50 ~ 300 ppm.
