L-Carboranilalanina (LCba) foi o primeiro derivado de aminoácido borano poliédrico sintetizado em 1976 junto com o desenvolvimento da Terapia de Captura de Nêutrons de Boro (BNCT). O objetivo do seu projeto era imitar a estrutura do aminoácido essencial fenilalanina no corpo humano (conforme mostrado na figura abaixo). Ao substituir o anel de benzeno por uma gaiola de carbono-boro, ele poderia participar do processo metabólico biológico como um análogo da fenilalanina. Ao mesmo tempo, a introdução do carbono-boro também dotou a molécula de propriedades únicas, como aromatização tri-dimensional, hidrofobicidade, inércia química e alto teor de boro. Isto o tornou não apenas um candidato direto ao fármaco de boro para o BNCT, mas também uma ferramenta molecular para melhorar a atividade do medicamento.
Em estudos anteriores, a L-Carboranilalanina demonstrou excelente segurança. Experimentos em animais mostraram que quando injetados intraperitonealmente em uma dose de 25 mg por camundongo (ou 85 mg/kg), nenhum efeito tóxico foi observado dentro de três semanas (J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). Em experimentos com células de melanoma de camundongo, a capacidade de ligação intracelular do L-carbonborano-alanina foi superior à do medicamento clínico de boro comumente usado, BPA. Após a irradiação de nêutrons, a taxa de sobrevivência celular diminuiu significativamente (Acta. Oncologica. 1994, 33, 685).
O que é interessante é que a L-carboranilalanina, depois de ser cloroacetilada e modificada, foi transformada com sucesso em um fator de iniciação da tradução (conforme mostrado na figura abaixo), integrando com sucesso a L-carboranilalanina no peptídeo macrocíclico. Este peptídeo macrocíclico possui alta afinidade e especificidade para o receptor do fator de crescimento epidérmico humano e pode participar diretamente na ligação ao sítio hidrofóbico do receptor, e sua função não pode ser substituída pela fenilalanina; ao mesmo tempo, a introdução de L-Carboranilalanina aumenta a estabilidade do peptídeo. O peptídeo macrocíclico marcado com fluoresceína também pode ser usado para imagens de fluorescência (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193) e é um composto candidato altamente promissor para drogas de boro BNCT.
Não é apenas um medicamento à base de-boro, mas também um "ajudante mágico" no desenvolvimento de medicamentos. Ao usar L-carboranilalanina como unidade de aminoácido para substituir a fenilalanina na cadeia peptídica do análogo do inibidor de tripsina pancreática (como mostrado na figura abaixo), ela pode se ligar efetivamente ao local de reconhecimento hidrofóbico da fenilalanina da enzima e tem um bom efeito inibitório sobre a tripsina, com um efeito melhor do que a cadeia peptídica da fenilalanina (Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). Além disso, após substituir a fenilalanina na 4ª posição de [Leu5]-encefalina com L-Carboranilalanina (conforme mostrado na figura abaixo), o [Carro4, Leu5]-a encefalina tem um aumento de 3 vezes na afinidade de ligação ao receptor opioide e é comparável à [Met5]-encefalina (FEBS Lett. 1977, 82, 325).
A pesquisa acima indica que a L-Carboranilalanina possui valor científico único e amplas perspectivas de aplicação. Com o avanço no processo de preparação, a L-Carboranilalanina e seus derivados estão disponíveis comercialmente em nossa empresa. Acreditamos que, no futuro, o carborano{4}}alanina quiral e seus derivados desempenharão um papel cada vez mais importante no projeto de moléculas precisas de medicamentos.