Аминолевулиновая кислота - Aminolevulinic acid

δ-аминолевулиновая кислота
Аминолевулиновая кислота.svg
Клинические данные
Торговые наименованияЛевулан, NatuALA, другие
Данные лицензии
Беременность
категория
  • C
Код УВД
Легальное положение
Легальное положение
  • В общем: ℞ (только по рецепту)
Идентификаторы
Количество CAS
PubChem CID
IUPHAR / BPS
DrugBank
ChemSpider
UNII
КЕГГ
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
Панель управления CompTox (EPA)
ECHA InfoCard100.003.105 Отредактируйте это в Викиданных
Химические и физические данные
ФормулаC5ЧАС9NО3
Молярная масса131.131 г · моль−1
3D модель (JSmol )
Температура плавления118 ° С (244 ° F)
  (проверять)

дельта-аминолевулиновая кислота (также дала, δ-ALA, 5ALA или же 5-аминолевулиновая кислота), эндогенный непротеиногенная аминокислота, - первое соединение в порфирин путь синтеза, путь, ведущий к гем[1] у млекопитающих, а также хлорофилл[2] в растениях.

5ALA используется в фотодинамической диагностике и хирургии рака.[3][4][5][6]

Медицинское использование

Являясь предшественником фотосенсибилизатора, 5ALA также используется в качестве дополнительного агента для фотодинамическая терапия.[7] В отличие от более крупных молекул фотосенсибилизатора, компьютерное моделирование предсказывает способность проникать через мембраны опухолевых клеток.[8]

Диагноз рака

Фотодинамическое обнаружение - это использование светочувствительных препаратов с источником света с подходящей длиной волны для обнаружения рака с использованием флуоресценции препарата.[3] 5ALA или его производные можно использовать для визуализации рака мочевого пузыря с помощью флуоресцентной визуализации.[3]

Лечение рака

Аминолевулиновая кислота изучается для фотодинамическая терапия (PDT) при ряде видов рака.[9] В настоящее время это не средство первой линии для лечения Пищевод Барретта.[10] Его использование в рак мозга в настоящее время экспериментальный.[11] Он был изучен при ряде гинекологических онкологических заболеваний.[12]

Он используется для визуализации опухолевой ткани в нейрохирургический процедуры.[4] Исследования, проведенные с 2006 года, показали, что интраоперационное использование этого метода контроля может уменьшить остаточный объем опухоли и продлить выживаемость без прогрессирования в людях с злокачественные глиомы.[5][6] В США FDA одобрил гидрохлорид аминолевулиновой кислоты (ALA HCL) для этого использования в 2017 году.[13]

Побочные эффекты

Побочные эффекты могут включать: повреждение печени и нервные проблемы.[10] Гипертермия также может произойти.[11] В результате также произошли смерти.[10]

Биосинтез

У нефотосинтезирующих эукариот, таких как животные, грибы и простейшие, а также у класса Alphaproteobacteria бактерий, он производится ферментом ALA-синтаза, из глицин и сукцинил-КоА. Эта реакция известна как путь Шмина, который происходит в митохондриях.[14]

У растений, водорослей, бактерий (за исключением класса Alphaproteobacteria) и архей он продуцируется из глутаминовой кислоты через глутамил-тРНК и глутамат-1-полуальдегид. Ферменты, участвующие в этом пути, - это глутамил-тРНК синтетаза, глутамил-тРНК редуктаза, и глутамат-1-полуальдегид 2,1-аминомутаза. Этот путь известен как путь С5 или Биля.[15][16] У большинства видов, содержащих пластиды, глутамил-тРНК кодируется пластидным геном, и транскрипция, а также следующие этапы пути C5 происходят в пластидах.[17]

Важность для людей

Активация митохондрий

У человека 5ALA является предшественником гем.[1] Биосинтезированная, 5ALA проходит ряд преобразований в цитозоль и, наконец, преобразуется в Протопорфирин IX внутри митохондрии.[18][19] Эта молекула протопорфирина хелатирует с железом в присутствии фермента феррохелатаза производить Гем.[18][19]

Гем увеличивает активность митохондрий, тем самым способствуя активации дыхательной системы. Цикл Кребса и Электронная транспортная цепь[20] приводящий к формированию аденозинтрифосфат (АТФ) для адекватного снабжения организма энергией.[20]

Накопление протопорфирина IX

В раковых клетках отсутствует или снижена активность феррохелатазы, что приводит к накоплению Протопорфирин IX, флуоресцентное вещество, которое легко визуализировать.[3]

Индукция гемоксигеназы-1 (HO-1)

Избыточный гем превращается в макрофагах в Биливердин и ионы двухвалентного железа ферментом HO-1. Биливердин сформированный далее преобразуется в Билирубин и монооксид углерода.[21] Биливердин и билирубин являются мощными антиоксидантами и регулируют важные биологические процессы, такие как воспаление, апоптоз, распространение клеток, фиброз и ангиогенез.[21]

Растения

На заводах производство 5ALA - это ступень, на которой скорость синтеза хлорофилл регулируется.[2] Растения, которые питаются внешним 5ALA, накапливают токсичное количество предшественника хлорофилла, протохлорофиллид, что указывает на то, что синтез этого промежуточного продукта не подавляется нигде вниз по цепочке реакции. Протохлорофиллид является сильным фотосенсибилизатором растений.[22]

Рекомендации

  1. ^ а б Gardener, L.C .; Кокс, Т. (1988). «Биосинтез гема в незрелых эритроидных клетках». Журнал биологической химии. 263: 6676–6682.
  2. ^ а б Wettstein, D .; Gough, S .; Каннангара, К. (1995). «Биосинтез хлорофилла». Растительная клетка. 7 (7): 1039–1057. Дои:10.1105 / tpc.7.7.1039. ЧВК  160907. PMID  12242396.
  3. ^ а б c d Wagnières, G .., Jichlinski, P., Lange, N., Kucera, P., Van den Bergh, H. (2014). Обнаружение рака мочевого пузыря с помощью флуоресцентной цистоскопии: от скамьи до постели - история Hexvix. Справочник по фотомедицине, 411-426.
  4. ^ а б Eyüpoglu, Ilker Y .; Бухфельдер, Майкл; Саваскан, Ник Э. (2013). «Хирургическая резекция злокачественных глиом - роль в оптимизации результатов лечения пациентов». Обзоры природы Неврология. 9 (3): 141–51. Дои:10.1038 / nrneurol.2012.279. PMID  23358480.
  5. ^ а б Штуммер, Вт; Pichlmeier, U; Meinel, T; Wiestler, OD; Занелла, Ф; Реулен, HJ (2006). «Хирургия под контролем флуоресценции с применением 5-аминолевулиновой кислоты для резекции злокачественной глиомы: рандомизированное контролируемое многоцентровое исследование III фазы». Ланцет Онкол. 7 (5): 392–401. Дои:10.1016 / с1470-2045 (06) 70665-9. PMID  16648043.
  6. ^ а б Eyüpoglu, Ilker Y .; Хор, Нирджар; Savaskan, Nic E .; Груммих, Питер; Ресслер, Карл; Бухфельдер, Майкл; Гансландт, Оливер (2012). ""Бергер, Митч, изд. «Улучшение степени резекции злокачественной глиомы с помощью метода двойной интраоперационной визуализации». PLoS ONE. 7 (9): e44885. Дои:10.1371 / journal.pone.0044885. ЧВК  3458892. PMID  23049761.
  7. ^ Yew, Y.W .; Lai, Y.C .; Lim, Y.L .; Чонг, W.S .; Тенг, К. (2016). «Фотодинамическая терапия 5% 5-аминолевулиновой кислотой местного применения для лечения угрей туловища у азиатских пациентов». J Drugs Dermatol. 15: 727–732.
  8. ^ Эрдтман, Эдвин (2008). «Моделирование поведения 5-аминолевулиновой кислоты и ее сложных алкиловых эфиров в липидном бислое». Письма по химической физике. 463 (1–3): 178. Bibcode:2008CPL ... 463..178E. Дои:10.1016 / j.cplett.2008.08.021.
  9. ^ Иноуэ, К. (февраль 2017 г.). «Фотодинамическая терапия рака мочевого пузыря, опосредованная 5-аминолевулиновой кислотой». Международный журнал урологии. 24 (2): 97–101. Дои:10.1111 / iju.13291. PMID  28191719.
  10. ^ а б c Кумсея, Би Джей; Дэвид, W; Вольфсен, ХК (январь 2013 г.). «Фотодинамическая терапия пищевода Барретта и карциномы пищевода». Клиническая эндоскопия. 46 (1): 30–7. Дои:10.5946 / ce.2013.46.1.30. ЧВК  3572348. PMID  23423151.
  11. ^ а б Тетард, MC; Vermandel, M; Мордон, S; Lejeune, JP; Рейнс, Н. (сентябрь 2014 г.). «Экспериментальное использование фотодинамической терапии при глиомах высокой степени злокачественности: обзор, посвященный 5-аминолевулиновой кислоте» (PDF). Фотодиагностика и фотодинамическая терапия. 11 (3): 319–30. Дои:10.1016 / j.pdpdt.2014.04.004. PMID  24905843.
  12. ^ Шишкова, Н; Кузнецова, О; Березов, Т (март 2012). «Фотодинамическая терапия при гинекологических заболеваниях и раке груди». Биология и медицина рака. 9 (1): 9–17. Дои:10.3969 / j.issn.2095-3941.2012.01.002. ЧВК  3643637. PMID  23691448.
  13. ^ FDA одобрило флуоресцентное средство для хирургии глиомы, июнь 2017 г.
  14. ^ Аджиока, Джеймс; Солдати, Доминик, ред. (13 сентября 2007 г.). «22». Токсоплазма: молекулярная и клеточная биология (1-е изд.). Тейлор и Фрэнсис. п. 415. ISBN  9781904933342
  15. ^ Бил, SI (1990). «Биосинтез предшественника тетрапиррольного пигмента, дельта-аминолевулиновой кислоты из глутамата». Физиология растений. 93 (4): 1273–9. Дои:10.1104 / стр.93.4.1273. ЧВК  1062668. PMID  16667613.
  16. ^ Уиллоуз, Р. Д. (2004). «Хлорофиллы». В Goodman, Роберт М. Энциклопедия растений и растениеводства. Марсель Деккер. С. 258–262. ISBN  0-8247-4268-0
  17. ^ Бисвал, Басанти; Крупинская, Карин; Бисвал, Удая, ред. (2013). Развитие пластид в листьях во время роста и старения (достижения в области фотосинтеза и дыхания). Дордрехт: Спрингер. п. 508. ISBN  9789400757233
  18. ^ а б Малик, З; Джалдетти, М. (1979). «5-аминолевулиновая кислота, стимулирующая порфирин и гемоглобин синтез неиндуцированными эритролейкозными клетками Фрэнда ». Дифференциация клеток. 8 (3): 223–33. Дои:10.1016/0045-6039(79)90049-6.
  19. ^ а б Olivo, M .; Bhuvaneswari, R .; Кио, И. (2011). «Достижения в области биооптической визуализации для диагностики раннего рака полости рта». Фармацевтика. 3 (3): 354–378. Дои:10.3390 / фармацевтика3030354. ЧВК  3857071. PMID  24310585.
  20. ^ а б Огура С., Маруяма К., Хагия Ю., Сугияма Ю., Цутия К., Такахаши К., Фуминори А., Табата К., Окура И., Накадзима М., Танака Т. (2011). «Влияние 5-аминолевулиновой кислоты на активность цитохром с оксидазы в печени мышей». BMC Research Notes. 17 (4): 6. Дои:10.1186/1756-0500-4-66. ЧВК  3068109. PMID  21414200.
  21. ^ а б Лобода, А; Дамулевич, М; Pyza, E; Jozkowicz, A; Дулак, Дж (2016). «Роль системы Nrf2 / HO-1 в развитии, реакции на окислительный стресс и заболевании: эволюционно законсервированный механизм». Cell Mol Life Sci. 73 (17): 3221–47. Дои:10.1007 / s00018-016-2223-0. ЧВК  4967105. PMID  27100828.
  22. ^ Kotzabasis, K .; Сенгер, Х. (1990). «Влияние 5-аминолевулиновой кислоты на накопление протохлорофиллида и протохлорофилла у Scenedesmus, выращенных в темноте». З. Натурфорш. 45: 71–73. Дои:10.1515 / znc-1990-1-212.