アルカロイド

アルカロイドは、窒素を含む植物二次代謝産物の大きなファミリーであり、通常は塩基性を示します。モルヒネ、キニーネ、カフェイン、アトロピン、ビンカアルカロイド、タキサン系抗腫瘍薬など、最も有名で薬理学的に強力な天然物の一部が含まれます。通常アミノ酸に由来するその窒素は、塩基性を与え、生体受容体と強く相互作用する傾向があります。

Definition

アルカロイドは、主に植物由来の塩基性で窒素含有有機化合物であり、ほとんどの場合アミノ酸から生合成されます。その窒素原子は通常複素環の一部であり、特徴的に顕著な生理活性を示します。

Scope

このトピックでは、アルカロイドの定義、主要な構造群を組織するアミノ酸由来の起源、およびアルカロイドが創薬において非常に重要である理由について説明します。これは植物化学における参照化学であり、いかなるアルカロイド薬の投与量や治療に関するガイダンスを提供するものではありません。

Core questions

• アルカロイドを定義する化学的特徴は何ですか？
• 主要なアルカロイドクラスはどのアミノ酸前駆体から派生しますか？
• アルカロイドが植物由来医薬品の中でこれほど多くを占めるのはなぜですか？

Key concepts

• 塩基性と複素環窒素
• アミノ酸由来の生合成
• 真性アルカロイド、プロトアルカロイド、プソイドアルカロイド
• トロパン、イソキノリン、インドール、ピリジンクラス
• 受容体と酵素の相互作用
• 酸塩基抽出

Mechanisms

ほとんどのアルカロイドはアミノ酸に由来します。例えば、モルヒネのようなベンジルイソキノリンアルカロイドはチロシンから、インドールアルカロイドはトリプトファンから、トロパンアルカロイドやキノリジジンアルカロイドはオルニチンとリシンから生じます。脱炭酸、酸化的カップリング、環化反応によって特徴的な骨格が形成されます。塩基性窒素はアルカロイドに塩を形成させ（古典的な酸塩基抽出の基礎）、神経伝達物質受容体や酵素に対する頻繁な親和性の根底にあり、その顕著な生物学的活性を説明します。

Clinical relevance

アルカロイドは、鎮痛、麻酔、腫瘍学、抗マラリア薬など、植物由来医薬品の不均衡な割合を占めており、このクラスの理解は天然物薬理学の中心です。この項目は、アルカロイドの化学と起源を参照として記述するものであり、処方、投与量、または個別の治療決定の根拠となるものではなく、いくつかのアルカロイドは非常に毒性が高いです。

Evidence & guidelines

関連する文献は、構造解明、経路研究、生薬学のテキストなどの化学的および生合成的なものと、承認された医薬品におけるアルカロイドの地位を記録したレビューです。個々のアルカロイド医薬品は、この化学項目では範囲外の、独自の臨床および規制モノグラフによって管理されています。

History

19世紀初頭のケシからのモルヒネの単離は、アルカロイド化学の誕生、そしてその後のキニーネなどの単離とともに、植物化学自体の誕生と一般的に見なされています。これらの精製は、明確な窒素含有分子が粗薬の活性を担っていることを示し、20世紀の研究はそれらのアミノ酸生合成起源を解明しました。

Seminal works

• ziegler-2008
• dewick-2009

Frequently asked questions

他の窒素含有代謝物ではなく、化合物をアルカロイドとするのは何ですか？

アルカロイドは特徴的に塩基性であり、通常複素環内に窒素を含み、典型的にはアミノ酸に由来し、顕著な生理活性を示します。これらの特徴が、アミノ酸、ペプチド、およびほとんどの他の窒素含有代謝物と区別します。

アルカロイドが酸と塩基で抽出されることが多いのはなぜですか？

その塩基性窒素は酸と水溶性の塩を形成し、中和されると遊離の有機溶媒可溶性塩基に戻るため、単離中に選択的な酸塩基分配が可能になります。