L-카르보라닐알라닌(LCba)는 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy)의 개발과 함께 1976년에 합성된 최초의 다면체 보란 아미노산 유도체입니다. 그 디자인 목적은 인체의 필수 아미노산인 페닐알라닌의 구조를 모방하는 것이었습니다(아래 그림 참조). 벤젠 고리를 탄소-붕소 케이지로 대체함으로써 페닐알라닌 유사체로서 생물학적 대사 과정에 참여할 수 있습니다. 동시에, 탄소-붕소의 도입은 분자에 3차원 방향성, 소수성, 화학적 불활성 및 높은 붕소 함량과 같은 독특한 특성을 부여했습니다. 이로 인해 BNCT의 직접적인 후보 붕소 약물일 뿐만 아니라 약물 활성을 향상시키는 분자 도구가 되었습니다.
이전 연구에서 L-Carboranylalanine은 탁월한 안전성을 입증했습니다. 동물 실험에서는 마우스당 25mg(또는 85mg/kg)의 용량을 복강 내 주사한 경우 3주 이내에 독성 효과가 관찰되지 않았습니다(J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). 마우스 흑색종 세포를 대상으로 한 실험에서 L-카본보란-알라닌의 세포내 결합 능력은 일반적으로 사용되는 임상 붕소 약물 BPA보다 우수했습니다. 중성자 조사 후 세포 생존율이 크게 감소했습니다(Acta. Oncologica. 1994, 33, 685).
흥미로운 점은 L-Carboranylalanine이 클로로아세틸화 및 변형된 후 성공적으로 번역 개시 인자로 변환되어(아래 그림 참조) L-Carboranylalanine을 거대고리 펩타이드에 성공적으로 통합했다는 것입니다. 이 거대고리 펩타이드는 인간 표피 성장 인자 수용체에 대해 높은 친화력과 특이성을 가지며 수용체의 소수성 부위에 대한 결합에 직접 참여할 수 있으며 그 기능은 페닐알라닌으로 대체될 수 없습니다. 동시에 L-Carboranylalanine을 도입하면 펩타이드의 안정성이 향상됩니다. 플루오레세인으로 표지된 거대고리 펩타이드는 형광 이미징에도 사용될 수 있으며(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193) BNCT 붕소 약물에 대한 매우 유망한 후보 화합물입니다.
붕소- 기반 약물일 뿐만 아니라 약물 개발에 있어서 "마법의 조력자"이기도 합니다. 췌장 트립신 억제제 유사체의 펩타이드 사슬에 있는 페닐알라닌을 대체하기 위해 L-카르보라닐알라닌을 아미노산 단위로 사용함으로써(아래 그림 참조), 이는 효소의 페닐알라닌의 소수성 인식 부위에 효과적으로 결합할 수 있으며, 트립신에 대한 좋은 억제 효과를 가지며, 페닐알라닌 펩타이드 사슬보다 더 나은 효과를 나타냅니다(Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). 또한, [Leu의 4번째 위치에 있는 페닐알라닌을 교체한 후5]-엔케팔린과 L-카르보라닐알라닌(아래 그림 참조), [자동차4, 루5]-엔케팔린은 오피오이드 수용체에 대한 결합 친화력이 3배 증가하며 자연적으로 가장 강한 [Met5]-엔케팔린(FEBS Lett. 1977, 82, 325).
위의 연구는 L-Carboranylalanine이 독특한 과학적 가치와 광범위한 응용 가능성을 가지고 있음을 나타냅니다. 제조 공정의 획기적인 발전으로 L-Carboranylalanine 및 그 유도체가 당사에서 상업적으로 이용 가능해졌습니다. 우리는 미래에 키랄 카르보란-알라닌과 그 유도체가 정확한 약물 분자 설계에 점점 더 중요한 역할을 할 것이라고 믿습니다.