อัลคาลอยด์
อัลคาลอยด์เป็นสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิของพืชที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบจำนวนมาก มักมีฤทธิ์เป็นเบส ซึ่งรวมถึงผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่มีชื่อเสียงและมีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาที่ทรงพลังที่สุดบางชนิด เช่น มอร์ฟีน ควินิน คาเฟอีน อะโทรพีน และสารต้านมะเร็งกลุ่มวินคาและแทกเซน ไนโตรเจนซึ่งโดยทั่วไปได้มาจากกรดอะมิโน ทำให้มีฤทธิ์เป็นเบสและมีแนวโน้มสูงที่จะทำปฏิกิริยากับตัวรับทางชีวภาพ
Definition
อัลคาลอยด์คือสารประกอบอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ มีฤทธิ์เป็นเบส ส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดจากพืช มักถูกสังเคราะห์ทางชีวภาพจากกรดอะมิโน โดยอะตอมของไนโตรเจนมักเป็นส่วนหนึ่งของวงเฮเทอโรไซคลิก และมีลักษณะเฉพาะคือแสดงฤทธิ์ทางสรีรวิทยาที่ชัดเจน
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงสิ่งที่กำหนดความเป็นอัลคาลอยด์ ต้นกำเนิดของกรดอะมิโนที่เป็นตัวจัดกลุ่มโครงสร้างหลัก และเหตุใดอัลคาลอยด์จึงมีความโดดเด่นในการค้นคว้ายา นี่คือเคมีอ้างอิงภายในพฤกษเคมีวิทยา และไม่ได้ให้คำแนะนำในการให้ยาหรือการรักษาสำหรับยาอัลคาลอยด์ใดๆ
Core questions
- คุณสมบัติทางเคมีใดที่กำหนดความเป็นอัลคาลอยด์?
- สารตั้งต้นกรดอะมิโนใดที่ทำให้เกิดอัลคาลอยด์ประเภทหลักๆ?
- เหตุใดอัลคาลอยด์จึงเป็นตัวแทนที่สำคัญในบรรดายาที่ได้จากพืช?
Key concepts
- ความเป็นเบสและไนโตรเจนเฮเทอโรไซคลิก
- การสังเคราะห์ทางชีวภาพที่ได้จากกรดอะมิโน
- อัลคาลอยด์แท้ โปรโต- และซูโด-อัลคาลอยด์
- กลุ่มโทรเพน ไอโซควิโนลีน อินโดล และไพริดีน
- ปฏิกิริยากับตัวรับและเอนไซม์
- การสกัดด้วยกรด-เบส
Mechanisms
อัลคาลอยด์ส่วนใหญ่เกิดจากกรดอะมิโน — ไทโรซีนสำหรับอัลคาลอยด์กลุ่มเบนซิลไอโซควิโนลีน เช่น มอร์ฟีน ทริปโตเฟนสำหรับอัลคาลอยด์กลุ่มอินโดล ออร์นิทีนและไลซีนสำหรับอัลคาลอยด์กลุ่มโทรเพนและควิโนลิซิดีน — โดยมีกระบวนการดีคาร์บอกซิเลชัน การเชื่อมต่อแบบออกซิเดชัน และการปิดวงแหวนเพื่อสร้างโครงกระดูกที่มีลักษณะเฉพาะ ไนโตรเจนที่เป็นเบสทำให้อัลคาลอยด์สามารถสร้างเกลือได้ (ซึ่งเป็นพื้นฐานของการสกัดด้วยกรด-เบสแบบดั้งเดิม) และเป็นพื้นฐานของความสัมพันธ์ที่มักเกิดขึ้นกับตัวรับสารสื่อประสาทและเอนไซม์ ซึ่งอธิบายถึงฤทธิ์ทางชีวภาพที่เด่นชัดของพวกมัน
Clinical relevance
อัลคาลอยด์เป็นแหล่งที่มาของยาที่ได้จากพืชจำนวนมากอย่างไม่สมส่วนในด้านการระงับปวด การดมยาสลบ มะเร็งวิทยา และยาต้านมาลาเรีย ดังนั้นการทำความเข้าใจกลุ่มสารนี้จึงเป็นหัวใจสำคัญของเภสัชเวทผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ ข้อมูลนี้อธิบายเคมีและต้นกำเนิดของอัลคาลอยด์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการสั่งยา การให้ยา หรือการตัดสินใจรักษาเฉพาะบุคคล และอัลคาลอยด์หลายชนิดมีพิษสูง
Evidence & guidelines
วรรณกรรมที่เกี่ยวข้องคือเคมีและชีวสังเคราะห์ — การหาโครงสร้าง การศึกษาเส้นทาง และตำราเภสัชเวท — พร้อมด้วยบทวิจารณ์ที่บันทึกสถานะของอัลคาลอยด์ในบรรดายาที่ได้รับการอนุมัติ ยาอัลคาลอยด์แต่ละชนิดอยู่ภายใต้เอกสารทางคลินิกและข้อบังคับของตนเอง ซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของข้อมูลทางเคมีนี้
History
การแยกมอร์ฟีนออกจากฝิ่นในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเก้าโดยทั่วไปถือเป็นการกำเนิดของเคมีอัลคาลอยด์ และเมื่อมีการแยกควินินและสารอื่นๆ ในภายหลัง ก็ถือเป็นการกำเนิดของพฤกษเคมีวิทยาเอง การทำให้บริสุทธิ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลไนโตรเจนที่มีคุณสมบัติเฉพาะเป็นตัวนำพาฤทธิ์ของยาดิบ และงานในศตวรรษที่ยี่สิบได้ระบุต้นกำเนิดทางชีวสังเคราะห์ของกรดอะมิโนของพวกมัน
Related topics
Seminal works
- ziegler-2008
- dewick-2009
Frequently asked questions
- อะไรที่ทำให้สารประกอบเป็นอัลคาลอยด์แทนที่จะเป็นเมแทบอไลต์ที่มีไนโตรเจนอื่นๆ?
- อัลคาลอยด์มีลักษณะเฉพาะคือเป็นเบส มีไนโตรเจนซึ่งมักอยู่ในวงเฮเทอโรไซคลิก โดยทั่วไปได้มาจากกรดอะมิโน และแสดงฤทธิ์ทางสรีรวิทยาที่ชัดเจน คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้แตกต่างจากกรดอะมิโน เปปไทด์ และเมแทบอไลต์ที่มีไนโตรเจนอื่นๆ ส่วนใหญ่
- เหตุใดอัลคาลอยด์จึงมักถูกสกัดด้วยกรดและเบส?
- ไนโตรเจนที่เป็นเบสของพวกมันจะสร้างเกลือที่ละลายน้ำได้กับกรด และจะกลับไปเป็นเบสอิสระที่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์เมื่อถูกทำให้เป็นกลาง ทำให้สามารถแยกส่วนด้วยกรด-เบสแบบเลือกได้ในระหว่างการแยก