Epinefrinadalah neurotransmitter dan hormon katekol yang digunakan secara meluas dalam penyediaan ubat-ubatan seperti resusitasi jantung, bronchiectasis, anafilaksis dan urokinase. Dalam aplikasi klinikal, kaedah penyediaan konvensional terutamanya termasuk kaedah biologi, kaedah kimia dan kaedah biosintetik. Artikel ini akan menganalisis kaedah penyediaan ini.
Pautan ke produk ini adalah seperti berikut:
1. Kaedah biologi:
Biosintesis adrenalin biasanya menggunakan tirosin sebagai prekursor, yang dihasilkan melalui pelbagai tindak balas pemangkin enzim. Sintesis dan pemangkinan enzim ini dikawal oleh pelbagai faktor, seperti hormon, neurotransmiter dan ubat-ubatan.
1) Penukaran tyrosine hydroxylase kepada DOPA:
Sebatian pertama yang disintesis ialah asid karboksilik fenolik.
Asid karboksilik fenolik ditukar kepada 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) oleh tyrosine hydroxylase. Tindak balas ini dikawal oleh hormon dopamin dan derivatifnya, neurotransmitter atau neurofarmaseutikal.
2) DOPA dioksidakan untuk menghasilkan dopamin:
DOPA decarboxylase juga mengoksidakan DOPA kepada dopamin oleh enzim yang dimediasi oleh sintesis dopamin.
3) N-methyltransferase menggesa dopamin untuk menghasilkan norepinephrine:
Norepinephrine ditukar kepada epinefrin oleh tindakan dopamine N-methyltransferase.
Teknik yang biasa digunakan dalam kaedah biologi termasuk kejuruteraan protein dan kejuruteraan gen.
2. Kaedah kimia:
Dalam sintesis kimia, tirosin dan formaldehid membentuk metil-DOPA (reagen Maxwell) melalui 1,4-tindak balas tambahan. Metil-DOPA terurai pada 60 darjah oleh Dekarboksilasi untuk membentuk adrenalin.
Sintesis kimia epinefrin terutamanya termasuk tindak balas berikut:
1) Michael penambahan tirosin dan formaldehid
Tirosin dan formaldehid menjalani 1,4-tindak balas penambahan Michael di bawah keadaan tindak balas yang sesuai untuk menghasilkan perantaraan metil-DOPA.
2) Dekarboksilasi
Perantaraan metil-DOPA terurai pada suhu tinggi melalui tindak balas Dekarboksilasi untuk membentuk epinefrin.
Kelebihan sintesis kimia adrenalin termasuk tidak terikat oleh biocatalysis, kecekapan sintesis yang tinggi, dan keupayaan untuk menyediakan pelbagai derivatif adrenalin melalui perubahan struktur. Walau bagaimanapun, kaedah kimia juga mempunyai kelemahan seperti proses yang rumit dan kos yang tinggi.
3. Biosintesis:
Sintesis biosintesis adrenalin terutamanya dijalankan menggunakan teknologi sintesis mikrob. Dengan menyaring dan mengubah suai strain mikrob, mereka boleh menghasilkan adrenalin.
Strain mikrob hos pengeluaran biasa untuk penggabungan semula gen termasuk Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, dsb., dan sintesis epinefrin melalui ekspresi rekombinan Escherichia coli adalah cara yang lebih popular. Inti kaedah ini adalah untuk mengambil laluan metabolik tirosin keluar dari sel, dan kemudian memupuk laluan metaboliknya di dalam bekas, supaya ia boleh menghasilkan sejumlah besar adrenalin. Kebanyakan pendekatan ini adalah automatik dan mudah berskala.
4. Kesimpulan:
Kaedah biologi, kaedah kimia dan kaedah biosintetik adalah semua kaedah konvensional untuk penyediaan epinefrin. Kaedah biologi benar-benar boleh menjana adrenalin semula jadi dari perspektif fisiologi dan farmakologi, dan boleh mendapatkan kesan ubat semulajadi, tetapi ia dikawal oleh gen dan enzim, menjadikannya sukar untuk disediakan; kaedah kimia dan biosintetik mempunyai kecekapan tinggi dan hasil yang tinggi. , Ciri-ciri pencirian dan pengubahsuaian yang tinggi, tetapi proses kimia adalah rumit dan mahal, dan kaedah biosintesis sukar untuk mengekalkan kecekapan tetapi boleh menyelaraskan pertumbuhan mikrob dan metabolisme secara berkesan untuk pengeluaran besar-besaran.
Epinephrine (epinephrine), neurotransmitter dan hormon, juga merupakan ubat penting. Ia menghasilkan kesan fisiologi dengan mengikat kepada reseptor adrenergik. Epinephrine termasuk amfetamin dan derivatif katekolamin dan biasanya digunakan untuk merawat keadaan seperti asma, degupan jantung yang cepat dan tindak balas alahan yang teruk. Selain itu, ubat ini juga digunakan dalam proses pertolongan cemas dan penghantaran bantuan.
Tindak balas kimia Epinefrin melibatkan interaksi pelbagai bahagian kimia, jadi artikel ini akan memperkenalkan peranan bahagian ini dalam tindak balas kimia. Berikut ialah spektrum resonans magnetik nuklearnya:
Struktur kimia:
Pertama, struktur kimia Epinephrine diperkenalkan. Molekul epinefrin terdiri daripada struktur phenylethylamine dan struktur cincin katekol, singkatan ialah Epi. Terdapat dua atom karbon kiral, masing-masing terletak di dan kedudukan. Oleh itu, Epinefrin wujud dalam empat stereoisomer, iaitu (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Antaranya, hanya (R,R)-Epi adalah isomer dengan aktiviti fisiologi yang kuat, yang juga merupakan isomer utama yang dihasilkan dalam vivo.
Tindak balas Epinefrin dengan Ion Hidrogen:
Terdapat kumpulan hidroksil dan amina pada cincin benzena Epinefrin, jadi ia mempunyai keasidan dan kealkalian tertentu. Apabila Epinephrine berinteraksi dengan ion hidrogen (H^ plus ), tindak balas berikut boleh berlaku:
Epi tambah H^ tambah → EpiH^ tambah
Ini adalah tindak balas kritikal kerana EpiH^ plus ialah produk pengionan Epinefrin, dengan itu menjejaskan sifatnya dalam kesan fisiologi dan farmakologi.
Tindak balas pengoksidaan Epinefrin:
Kumpulan hidroksil dan amphetamine Epinephrine mempunyai sifat redoks yang jelas dan boleh mengalami tindak balas pengoksidaan. Apabila Epinephrine bersentuhan dengan oksigen, tindak balas berikut boleh berlaku:
Epi tambah O2→ EpiO2
Di samping itu, apabila Epinephrine bersentuhan dengan agen pengoksidaan tertentu seperti hidrogen peroksida, tindak balas pengoksidaan juga boleh berlaku.
Tindak balas asid-bes Epinephrine:
Kumpulan hidroksil dan amina Epinephrine juga berasid dan asas, dan ia boleh menghasilkan tindak balas asid-bes yang kompleks pada nilai pH yang berbeza. Apabila nilai pH lebih rendah daripada nilai pKa sebatian (3.5 dan 9.0), maka, kumpulan hidroksil akan terprotonasi, menghasilkan asid Lewis kuat EpiH^ tambah ; sebaliknya, apabila nilai pH lebih tinggi daripada pKa, kumpulan amina akan terdeprotonasi, Epi^- menghasilkan bes Lewis yang kuat. Interaksi sifat berasid dan pH ini mempunyai kesan yang ketara ke atas keberkesanan dan kesan sampingan Epinephrine dalam aplikasi perubatan.
Tindak balas pengegasan nitrogen Epinephrine:
Kumpulan amina dalam Epinephrine juga boleh mengalami tindak balas nitrogenasi apabila terdedah kepada reagen kimia tertentu kerana sifat redoks. Sebagai contoh, apabila Epinephrine bersentuhan dengan merkuri nitrat, ia menghasilkan tindak balas kimia biru gelap:
Epi tambah Hg(NO3)2→ HgO2N-Epi tambah 2HNO3
Di atas adalah beberapa jenis tindak balas kimia Epinephrine yang biasa, dan setiap bahagiannya memainkan peranan yang berbeza dalam tindak balas. Ciri-ciri dan sifat tindak balas kimia mempunyai kesan penting terhadap kesan farmakologi dan aplikasi perubatan Epinephrine, dan juga memberikan panduan dan idea untuk ahli kimia dan ahli farmakologi untuk membangunkan ubat yang lebih baik.