L-Karboranylalanin (LCba) var det første polyedriske boran-aminosyrederivatet syntetisert i 1976 sammen med utviklingen av Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Dens designformål var å etterligne strukturen til den essensielle aminosyren fenylalanin i menneskekroppen (Som vist i figuren nedenfor). Ved å erstatte benzenringen med et karbon-borbur, kan den delta i den biologiske metabolske prosessen som en fenylalaninanalog. Samtidig ga introduksjonen av karbon-bor også molekylet unike egenskaper som tre-dimensjonal aromatisitet, hydrofobitet, kjemisk treghet og høyt borinnhold. Dette gjorde det ikke bare til et direkte kandidatbor medikament for BNCT, men også et molekylært verktøy for å forbedre legemiddelaktiviteten.
I tidligere studier viste L-Carboranylalanine utmerket sikkerhet. Dyreforsøk viste at når det ble injisert intraperitonealt i en dose på 25 mg per mus (eller 85 mg/kg), ble ingen toksiske effekter observert innen tre uker (J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). I eksperimenter med musemelanomceller var den intracellulære bindingsevnen til L-karbonboran-alanin overlegen det vanlig brukte kliniske bormedisinen BPA. Etter nøytronbestråling ble celleoverlevelsesraten betydelig redusert (Acta. Oncologica. 1994, 33, 685).
Det som er spennende er at L-Carboranylalanine, etter å ha blitt kloracetylert og modifisert, ble transformert til en translasjonsinitieringsfaktor (Som vist i figuren nedenfor), og vellykket integrering av L-Carboranylalanine i det makrosykliske peptidet. Dette makrosykliske peptidet har høy affinitet og spesifisitet for human epidermal vekstfaktorreseptor og kan direkte delta i bindingen til det hydrofobe stedet til reseptoren, og dets funksjon kan ikke erstattes av fenylalanin; samtidig øker introduksjonen av L-Carboranylalanine stabiliteten til peptidet. Det makrosykliske peptidet merket med fluorescein kan også brukes til fluorescensavbildning (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193), og er en svært lovende kandidatforbindelse for BNCT-bormedisiner.
Ikke bare er bor-basert medikament, men det er også en "magisk hjelper" i legemiddelutvikling. Ved å bruke L-Carboranylalanine som aminosyreenhet for å erstatte fenylalanin i peptidkjeden til trypsinhemmeranalogen i bukspyttkjertelen (Som vist i figuren under), kan den effektivt binde seg til det hydrofobe gjenkjennelsesstedet til enzymets fenylalanin og har en bedre effekt på trypsinhemmeren enn peptidkjede (Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). Videre, etter å ha erstattet fenylalanin i den fjerde posisjonen til [Leu5]-enkefalin med L-Carboranylalanine (Som vist i figuren nedenfor), [Car]4, Leu5]-enkefalin har en tre ganger økning i bindingsaffinitet til opioidreseptoren og er sammenlignbar med den naturlig sterkeste [Met]5]-enkefalin (FEBS Lett. 1977, 82, 325).
Forskningen ovenfor indikerer at L-Carboranylalanine har unik vitenskapelig verdi og brede bruksmuligheter. Med gjennombruddet i forberedelsesprosessen har L-Carboranylalanine og dets derivater vært kommersielt tilgjengelig i selskapet vårt. Vi tror at i fremtiden vil kiralt karboan-alanin og dets derivater spille en stadig viktigere rolle i utformingen av presise medikamentmolekyler.