Asam Indole-3-karboksilat, juga dikenal sebagai asam indol-3-karboksilat, indol 3-karboksi, asam karboksilat 3-indole atau asam indole-3-karboksilat, CAS No. 771-50-6, rumus molekul C9H7NO2. Ini adalah kristal putih keabu-abuan atau zat bubuk, larut dalam etanol, eter, dan asetat, sulit larut dalam air mendidih, benzena, dan tidak larut dalam petroleum eter. Ini stabil pada suhu dan tekanan kamar, tetapi harus menghindari kontak dengan oksida. Sebagai zat antara farmasi, asam indole-3-karboksilat berperan penting dalam sintesis obat, terutama untuk sintesis obat seperti tropisetron. Selain itu, telah ditemukan diproduksi selama metabolisme indol triptofan urin dan merupakan metabolit normal dalam tubuh, namun konsentrasinya meningkat pada pasien dengan penyakit hati, sehingga memiliki nilai penelitian biomedis tertentu.
|
|
|
| Rumus Kimia | C9H7NO2 |
| Berat Molekul | 161.16 |
| Massa Tepat | 161.05 |
| m/z | m/z: 161.05 (100.0%), 162.05 (9.7%) |
| Analisis Unsur | Analisis Unsur: C, 67.08; H, 4,38; N, 8.69; Oh, 19.85 |
| Titik didih | 287,44 derajat (perkiraan kasar) |
| Titik lebur | 232-234 derajat (des.)(lit.) |
| Kondisi penyimpanan | 2-8 derajat |
| Membentuk | Bubuk |
| Warna | Krem muda |
| Kelarutan | Larut dalam 95% Etanol: 50 mg/ml, juga larut dalam metanol. |
Asam indol-3-karboksilatmemiliki kegunaan yang luas, terutama dalam bidang kedokteran, penelitian biokimia, dan sintesis organik. Berikut beberapa kegunaan utamanya:
Perantara farmasi
Asam indol-3-karboksilatmerupakan perantara penting untuk sintesis berbagai obat. Misalnya, dapat digunakan untuk mensintesis Tropisetron, obat yang digunakan untuk mengobati dan mencegah mual dan muntah yang disebabkan oleh kemoterapi.
Ini juga dapat digunakan untuk mensintesis senyawa aktif biologis lainnya yang mungkin memiliki efek anti-inflamasi, antibakteri, antikanker, atau efek farmakologis lainnya.
Penelitian biokimia
Sebagai salah satu metabolit indol triptofan urin, asam indole-3-karboksilat sangat penting dalam penelitian biokimia. Dengan mendeteksi perubahan kandungannya di dalam tubuh, keadaan aktivitas jalur metabolisme yang relevan dapat dipahami, dan kemudian mekanisme terjadinya penyakit terkait dapat dipelajari.
Hal ini juga digunakan untuk mempelajari jalur biosintetik dan mekanisme pengaturan metabolisme senyawa indol.
Sintesis organik
Sebagai molekul fungsional yang mengandung cincin indol dan gugus karboksil, asam indole-3-karboksilat memiliki potensi penerapan yang luas dalam sintesis organik. Ini dapat digunakan sebagai bahan awal atau perantara utama untuk sintesis molekul organik kompleks, dan gugus fungsi lainnya dapat dimasukkan melalui serangkaian reaksi kimia untuk mensintesis senyawa dengan struktur dan sifat tertentu.
Bidang lainnya
Selain bidang di atas, asam Indole-3-karboksilat juga dapat terlibat dalam bidang industri lain seperti pestisida, bahan kristal cair, dan bahan perlindungan lingkungan. Namun, penerapan spesifik dalam bidang ini mungkin relatif sedikit dan memerlukan penelitian dan pengembangan lebih lanjut.
Asam indol-3-karboksilat memiliki aplikasi penting dalam zat antara farmasi, terutama tercermin dalam aspek berikut:
Sintesis obat
Sintesis Tropisetron: Asam indol-3-karboksilat adalah perantara utama dalam sintesis obat antiemetik seperti Tropisetron. Tropisetron terutama digunakan untuk mengobati dan mencegah mual dan muntah yang disebabkan oleh kemoterapi, radioterapi, dan pembedahan. Ini memiliki efek kuratif yang signifikan dan sedikit efek samping.
Sintesis obat antivirus: Selain tropisetron, asam Indole-3-karboksilat juga dapat digunakan dalam sintesis obat antivirus lainnya. Dengan pendalaman penelitian antivirus yang terus menerus, prospek penerapan senyawa jenis ini di bidang medis menjadi semakin luas.
Penelitian aktivitas biologis
Peran metabolit:Asam indol-3-karboksilatmerupakan produk jalur metabolisme biologis tertentu dalam tubuh, seperti salah satu metabolit indol triptofan urin. Dengan mempelajari perubahan kandungannya dalam organisme, status aktivitas jalur metabolisme yang relevan dapat dipahami, sehingga memberikan petunjuk untuk diagnosis dan pengobatan penyakit.
Potensi efek farmakologis: Karena struktur kimianya yang khusus, asam karboksilat Indole-3-mungkin memiliki efek antiinflamasi, antibakteri, antikanker, dan potensi efek farmakologis lainnya. Efek ini memerlukan studi lebih lanjut dan validasi untuk mengembangkan obat atau pengobatan baru.
Desain dan optimalisasi obat
Dasar struktural: Cincin indole dan struktur karboksil asam Indole-3-karboksilat memberikan dasar struktural penting untuk desain molekul obat. Dengan memodifikasi dan mengoptimalkan strukturnya, molekul obat baru dengan aktivitas biologis lebih baik dan toksisitas lebih rendah dapat dirancang.
Skrining obat: Dalam proses skrining obat, asam Indole-3-karboksilat dan turunannya dapat digunakan sebagai kandidat senyawa untuk skrining dan evaluasi awal. Hal ini membantu dengan cepat menemukan molekul obat potensial dan memberikan arahan untuk penelitian selanjutnya.
Singkatnya, asam Indole-3-karboksilat memiliki prospek penerapan yang luas dalam zat antara farmasi. Dengan kemajuan teknologi medis yang berkelanjutan dan pendalaman penelitian, bidang penerapannya akan terus berkembang dan meningkat.
Mekanisme asam Indole-3-karboksilat sebagai penghambat enzim: penangkapan kovalen dan simulasi keadaan transisi
Enzim, sebagai molekul kunci yang mengkatalisis reaksi kimia dalam organisme hidup, memainkan peran penting dalam mengatur aktivitasnya dalam pengobatan penyakit. Inhibitor enzim telah menjadi target penting untuk pengembangan obat dengan mengganggu fungsi katalitik enzim.Asam indol-3-karboksilat(I3CA, asam 3-indolekarboksilat) adalah turunan indol alami yang didistribusikan secara luas dalam metabolit manusia, zat pengatur tumbuh, dan metabolit mikroba. Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian menemukan bahwa I3CA dapat menghambat aktivitas enzim tertentu melalui dua mekanisme: penangkapan kovalen dan simulasi keadaan transisi, yang menunjukkan potensi farmakologis yang unik.
Penangkapan kovalen: dasar kimia untuk pengikatan inhibitor enzim yang ireversibel
Inhibitor kovalen membentuk ikatan kovalen dengan residu asam amino (seperti sistein, serin, lisin, dll.) di lokasi aktif enzim, yang menyebabkan inaktivasi enzim yang tidak dapat diubah. Berbeda dengan inhibitor reversibel, stabilitas ikatan kovalen memberikan durasi kerja yang lebih lama dan selektivitas yang lebih tinggi. Misalnya, penghambat asetilkolinesterase (seperti organofosfat) mencapai penghambatan jangka panjang dengan memfosforilasi residu serin di lokasi aktif, dan banyak digunakan dalam pestisida dan agen saraf.
Struktur molekul I3CA mengandung cincin indol dan gugus asam karboksilat. Gugus asam karboksilat (- COOH) sebagian dapat terdisosiasi menjadi gugus karboksilat (- COO ⁻) dalam kondisi fisiologis, dan keelektronegatifannya memungkinkan asam tersebut menjalani reaksi substitusi nukleofilik dengan gugus nukleofilik pada lokasi aktif enzim (seperti sistein tiol (- SH)), membentuk tioester atau ikatan Amida. Misalnya, dalam percobaan yang menargetkan protease sistein, gugus asam karboksilat I3CA membentuk kompleks kovalen dengan gugus tiol sistein melalui reaksi eliminasi adisi nukleofilik, yang mengakibatkan hilangnya aktivitas enzim.
Bukti eksperimental: Penghambatan protease sistein oleh I3CA dan selektivitas serta efek modifikasi kovalen yang tidak tepat sasaran
Pada tahun 2025, sebuah penelitian mengkonfirmasi melalui teknologi resonansi plasmon permukaan (SPR) bahwa konstanta pengikatan (Kd) antara I3CA dan protease B (protease sistein) adalah 0,8 μM, dan efek penghambatannya tidak dapat diubah. Analisis spektrometri massa menunjukkan bahwa gugus asam karboksilat I3CA membentuk ikatan kovalen dengan residu protease B Cys25, yang menyebabkan perubahan konformasi pada pusat aktif enzim. Selain itu, simulasi dinamika molekul menunjukkan bahwa cincin indol I3CA dapat tertanam ke dalam kantong hidrofobik enzim, yang selanjutnya menstabilkan kompleks kovalen. Selektivitas inhibitor kovalen bergantung pada komposisi asam amino dan konformasi spasial situs aktif enzim. Tingginya selektivitas I3CA terhadap sistein protease disebabkan oleh adanya reaksi spesifik antara gugus asam karboksilatnya dengan gugus sistein tiol. Namun, modifikasi kovalen juga dapat memicu efek yang tidak sesuai target. Misalnya, I3CA dapat bereaksi dengan protein lain yang mengandung tiol (seperti glutathione) di dalam tubuh, sehingga menyebabkan akumulasi toksisitas. Oleh karena itu, mengoptimalkan efisiensi modifikasi kovalen I3CA memerlukan keseimbangan antara aktivitas dan keamanan.
Simulasi keadaan transisi: penghambatan dinamis reaksi yang dikatalisis enzim
Reaksi yang dikatalisis enzim mempercepat proses reaksi dengan mengurangi energi aktivasi, dengan langkah kuncinya adalah pembentukan-keadaan transisi energi tinggi. Analog Keadaan Transisi (TSA) secara kompetitif menghambat aktivitas enzim dengan mensimulasikan struktur geometris dan distribusi elektron keadaan transisi, membentuk kompleks afinitas tinggi dengan enzim. Misalnya, metotreksat telah menjadi perwakilan penting obat antikanker dengan mensimulasikan keadaan transisi dihidrofolat reduktase.
Cincin indol I3CA memiliki struktur terkonjugasi planar, yang dapat mensimulasikan keadaan transisi dalam reaksi oksidasi asam amino aromatik seperti triptofan. Misalnya, dalam reaksi yang dikatalisis triptofan 2,3-dioksigenase (TDO), cincin indol triptofan perlu mengalami pembukaan cincin untuk membentuk zat antara linier, yang pada akhirnya menghasilkan asam format dan asam ortoaminobenzoat. I3CA mensimulasikan konformasi planar dari keadaan transisi loop terbuka melalui struktur cincin indol yang kaku, dan membentuk ikatan yang stabil dengan situs aktif TDO.
Verifikasi eksperimental: Efek penghambatan I3CA pada TDO & kelebihan dan keterbatasan simulasi keadaan transisi
Pada tahun 2025, sebuah penelitian menemukan melalui analisis kinetika enzim bahwa konstanta penghambatan (Ki) I3CA pada TDO adalah 0,3 μM, dan jenis penghambatannya adalah penghambatan kompetitif. Kristalografi sinar X-menunjukkan bahwa cincin indol I3CA berikatan dengan ion Fe ² ⁺ di situs aktif TDO melalui ikatan koordinasi, sedangkan gugus asam karboksilatnya membentuk ikatan hidrogen dengan residu Arg144, yang mensimulasikan mode interaksi antara substrat dan enzim dalam keadaan transisi. Selain itu, perhitungan kimia kuantum menunjukkan bahwa energi pengikatan I3CA adalah 12 kkal/mol lebih rendah dibandingkan dengan arginin basal, sehingga semakin mendukung mekanisme simulasi keadaan transisinya. Keuntungan simulasi keadaan transisi terletak pada selektivitasnya yang tinggi dan afinitasnya yang kuat. Karena mode pengikatan TSA ke enzim mendekati keadaan transisi alami, efek penghambatannya biasanya tidak dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. Namun, merancang TSA yang efisien memerlukan analisis yang tepat terhadap struktur keadaan transisi enzim, yang bergantung pada dukungan kristalografi resolusi tinggi dan kimia komputasi. Selain itu, kesulitan sintesis TSA relatif tinggi, sehingga membatasi penerapan klinisnya.
Tag populer: indole-3-carboxylic acid cas 771-50-6, pemasok, produsen, pabrik, grosir, beli, harga, massal, untuk dijual