Alcaloïdes

Les alcaloïdes constituent une vaste famille de métabolites secondaires végétaux azotés, généralement basiques, qui comprennent certains des produits naturels les plus célèbres et les plus puissants sur le plan pharmacologique — parmi lesquels la morphine, la quinine, la caféine, l'atropine, ainsi que les chefs de file antitumoraux de type vinca et taxane. Leur azote, généralement dérivé d'un acide aminé, leur confère une basicité et une forte propension à interagir avec les récepteurs biologiques.

Definition

Les alcaloïdes sont des composés organiques basiques, azotés, principalement d'origine végétale, le plus souvent biosynthétisés à partir d'acides aminés, dont l'atome d'azote fait généralement partie d'un cycle hétérocyclique et qui présentent de manière caractéristique une activité physiologique marquée.

Scope

Ce sujet aborde la définition d'un alcaloïde, les origines à partir d'acides aminés qui organisent les principaux groupes structuraux, et les raisons pour lesquelles les alcaloïdes ont joué un rôle si prépondérant dans la découverte de médicaments. Il s'agit d'une référence en chimie dans le domaine de la phytochimie et ne fournit pas de directives de dosage ou de traitement pour un quelconque médicament alcaloïde.

Core questions

• Quelles caractéristiques chimiques définissent un alcaloïde ?
• De quels précurseurs d'acides aminés dérivent les principales classes d'alcaloïdes ?
• Pourquoi les alcaloïdes sont-ils si fortement représentés parmi les médicaments d'origine végétale ?

Key concepts

• La basicité et l'azote hétérocyclique
• Biosynthèse dérivée d'acides aminés
• Alcaloïdes vrais, proto-alcaloïdes et pseudo-alcaloïdes
• Classes tropaniques, isoquinoléiques, indoliques et pyridiniques
• Interaction avec les récepteurs et les enzymes
• Extraction acido-basique

Mechanisms

La plupart des alcaloïdes proviennent d'acides aminés — la tyrosine pour les alcaloïdes benzylisoquinoléiques tels que la morphine, le tryptophane pour les alcaloïdes indoliques, l'ornithine et la lysine pour les alcaloïdes tropaniques et quinolizidiniques — la décarboxylation, le couplage oxydatif et la cyclisation générant les squelettes caractéristiques. L'azote basique permet aux alcaloïdes de former des sels (la base de l'extraction acido-basique classique) et est à l'origine de leur affinité fréquente pour les récepteurs de neurotransmetteurs et les enzymes, ce qui explique leur activité biologique prononcée.

Clinical relevance

Les alcaloïdes fournissent une part disproportionnée de médicaments d'origine végétale dans les domaines de l'analgésie, de l'anesthésie, de l'oncologie et des antipaludéens ; par conséquent, la compréhension de cette classe est essentielle à la pharmacognosie des produits naturels. Cette entrée décrit la chimie et l'origine des alcaloïdes à titre de référence ; elle ne constitue pas une base pour la prescription, le dosage ou les décisions de traitement individuelles, et plusieurs alcaloïdes sont hautement toxiques.

Evidence & guidelines

La littérature pertinente est de nature chimique et biosynthétique — élucidation de structure, études de voies métaboliques et textes de pharmacognosie — ainsi que des revues documentant la position des alcaloïdes parmi les médicaments approuvés. Les médicaments alcaloïdes individuels sont régis par leurs propres monographies cliniques et réglementaires, en dehors du champ d'application de cette entrée de chimie.

History

L'isolement de la morphine à partir de l'opium au début du XIXe siècle est généralement considéré comme la naissance de la chimie des alcaloïdes et, avec l'isolement ultérieur de la quinine et d'autres, de la phytochimie elle-même. Ces purifications ont démontré que des molécules azotées définies portaient l'activité des drogues brutes, et les travaux du XXe siècle ont cartographié leurs origines biosynthétiques à partir d'acides aminés.

Seminal works

• ziegler-2008
• dewick-2009

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui fait qu'un composé est un alcaloïde plutôt qu'un autre métabolite azoté ?

Les alcaloïdes sont caractérístiquement basiques, contiennent de l'azote généralement au sein d'un cycle hétérocyclique, sont typiquement dérivés d'acides aminés et présentent une activité physiologique marquée ; ces caractéristiques les distinguent des acides aminés, des peptides et de la plupart des autres métabolites azotés.

Pourquoi les alcaloïdes sont-ils souvent extraits avec des acides et des bases ?

Leur azote basique forme des sels hydrosolubles avec les acides et redevient une base libre, soluble dans les solvants organiques, lorsqu'il est neutralisé, permettant une partition acido-basique sélective lors de l'isolement.