Alkaloid

Alkaloid là một họ lớn các chất chuyển hóa thứ cấp thực vật chứa nitơ, thường có tính bazơ, bao gồm một số sản phẩm tự nhiên nổi tiếng và có hoạt tính dược lý mạnh nhất — trong số đó có morphin, quinin, cafein, atropin, và các chất chống ung thư dẫn xuất từ vinca và taxan. Nitơ của chúng, thường có nguồn gốc từ một axit amin, mang lại cho chúng tính bazơ và xu hướng tương tác mạnh mẽ với các thụ thể sinh học.

Definition

Alkaloid là các hợp chất hữu cơ có tính bazơ, chứa nitơ, chủ yếu có nguồn gốc thực vật, thường được sinh tổng hợp từ các axit amin, trong đó nguyên tử nitơ thường là một phần của vòng dị vòng và đặc trưng là thể hiện hoạt tính sinh lý rõ rệt.

Scope

Chủ đề này bao gồm định nghĩa alkaloid, nguồn gốc axit amin tổ chức các nhóm cấu trúc chính, và lý do tại sao alkaloid lại nổi bật trong việc khám phá thuốc. Đây là hóa học tham khảo trong hóa thực vật và không cung cấp hướng dẫn về liều lượng hoặc điều trị cho bất kỳ loại thuốc alkaloid nào.

Core questions

• Những đặc điểm hóa học nào định nghĩa một alkaloid?
• Các nhóm alkaloid chính có nguồn gốc từ những tiền chất axit amin nào?
• Tại sao alkaloid lại được đại diện nhiều trong số các loại thuốc có nguồn gốc thực vật?

Key concepts

• Tính bazơ và nitơ dị vòng
• Sinh tổng hợp có nguồn gốc từ axit amin
• Alkaloid thực, proto- và pseudo-
• Các nhóm tropan, isoquinolin, indol và pyridin
• Tương tác thụ thể và enzyme
• Chiết xuất axit-bazơ

Mechanisms

Hầu hết các alkaloid có nguồn gốc từ các axit amin — tyrosin đối với các alkaloid benzylisoquinolin như morphin, tryptophan đối với các alkaloid indol, ornithin và lysin đối với các alkaloid tropan và quinolizidin — với quá trình khử carboxyl, ghép nối oxy hóa và đóng vòng tạo ra các bộ khung đặc trưng. Nitơ có tính bazơ cho phép các alkaloid tạo muối (cơ sở của chiết xuất axit-bazơ cổ điển) và là nền tảng cho ái lực thường xuyên của chúng đối với các thụ thể dẫn truyền thần kinh và enzyme, điều này giải thích cho hoạt tính sinh học rõ rệt của chúng.

Clinical relevance

Alkaloid cung cấp một tỷ lệ không cân xứng các loại thuốc có nguồn gốc thực vật trong lĩnh vực giảm đau, gây mê, ung thư và chống sốt rét, vì vậy việc hiểu rõ nhóm này là trọng tâm của dược liệu học sản phẩm tự nhiên. Mục này mô tả hóa học và nguồn gốc của alkaloid như một tài liệu tham khảo; nó không phải là cơ sở để kê đơn, định liều hoặc đưa ra quyết định điều trị cá nhân, và một số alkaloid có độc tính cao.

Evidence & guidelines

Tài liệu liên quan là hóa học và sinh tổng hợp — làm sáng tỏ cấu trúc, nghiên cứu con đường và các văn bản dược liệu học — cùng với các đánh giá ghi lại vị trí của alkaloid trong số các loại thuốc đã được phê duyệt. Các loại thuốc alkaloid riêng lẻ được điều chỉnh bởi các chuyên khảo lâm sàng và quy định riêng của chúng, nằm ngoài phạm vi của mục hóa học này.

History

Việc phân lập morphin từ thuốc phiện vào đầu thế kỷ XIX thường được coi là sự ra đời của hóa học alkaloid và, với việc phân lập quinin và các chất khác sau này, của chính hóa thực vật. Những quá trình tinh chế này đã chứng minh rằng các phân tử nitơ xác định mang hoạt tính của các loại thuốc thô, và công trình nghiên cứu của thế kỷ XX đã lập bản đồ nguồn gốc sinh tổng hợp axit amin của chúng.

Seminal works

• ziegler-2008
• dewick-2009

Frequently asked questions

Điều gì làm cho một hợp chất trở thành alkaloid thay vì một chất chuyển hóa chứa nitơ khác?

Alkaloid có đặc tính bazơ, chứa nitơ thường nằm trong vòng dị vòng, thường có nguồn gốc từ axit amin và thể hiện hoạt tính sinh lý rõ rệt; những đặc điểm này phân biệt chúng với các axit amin, peptid và hầu hết các chất chuyển hóa chứa nitơ khác.

Tại sao alkaloid thường được chiết xuất bằng axit và bazơ?

Nitơ có tính bazơ của chúng tạo thành muối tan trong nước với axit và trở lại dạng bazơ tự do, tan trong dung môi hữu cơ khi được trung hòa, cho phép phân vùng axit-bazơ chọn lọc trong quá trình phân lập.