L-Καρβορανυλαλανίνη (LCba) ήταν το πρώτο πολυεδρικό παράγωγο αμινοξέος βορανίου που συντέθηκε το 1976 μαζί με την ανάπτυξη της θεραπείας δέσμευσης νετρονίων βορίου (BNCT). Σκοπός του σχεδιασμού του ήταν να μιμηθεί τη δομή του βασικού αμινοξέος φαινυλαλανίνη στο ανθρώπινο σώμα (Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα). Αντικαθιστώντας τον δακτύλιο βενζολίου με ένα κλουβί από άνθρακα-βορίου, θα μπορούσε να συμμετέχει στη βιολογική μεταβολική διαδικασία ως ανάλογο φαινυλαλανίνης. Ταυτόχρονα, η εισαγωγή του άνθρακα-βορίου επίσης προίκισε το μόριο με μοναδικές ιδιότητες όπως η τρισδιάστατη-αρωματικότητα, η υδροφοβία, η χημική αδράνεια και η υψηλή περιεκτικότητα σε βόριο. Αυτό το έκανε όχι μόνο ένα άμεσο υποψήφιο φάρμακο βορίου για το BNCT αλλά και ένα μοριακό εργαλείο για τη βελτίωση της δραστηριότητας του φαρμάκου.
Σε προηγούμενες μελέτες, η L-καρβορανυλαλανίνη έδειξε εξαιρετική ασφάλεια. Πειράματα σε ζώα έδειξαν ότι όταν εγχύθηκε ενδοπεριτοναϊκά σε δόση 25 mg ανά ποντικό (ή 85 mg/kg), δεν παρατηρήθηκαν τοξικά αποτελέσματα εντός τριών εβδομάδων (J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). Σε πειράματα με κύτταρα μελανώματος ποντικού, η ικανότητα ενδοκυτταρικής δέσμευσης της L-ανθρακοβοράνης-αλανίνης ήταν ανώτερη από το συνήθως χρησιμοποιούμενο κλινικό φάρμακο βορίου BPA. Μετά την ακτινοβολία νετρονίων, το ποσοστό επιβίωσης των κυττάρων μειώθηκε σημαντικά (Acta. Oncologica. 1994, 33, 685).
Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι η L-καρβορανυλαλανίνη, αφού χλωροακετυλιώθηκε και τροποποιήθηκε, μετατράπηκε επιτυχώς σε παράγοντα έναρξης μετάφρασης (Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα), ενσωματώνοντας επιτυχώς την L-καρβορανυλαλανίνη στο μακροκυκλικό πεπτίδιο. Αυτό το μακροκυκλικό πεπτίδιο έχει υψηλή συγγένεια και ειδικότητα για τον υποδοχέα ανθρώπινου επιδερμικού αυξητικού παράγοντα και μπορεί να συμμετάσχει άμεσα στη δέσμευση στην υδρόφοβη θέση του υποδοχέα και η λειτουργία του δεν μπορεί να αντικατασταθεί από φαινυλαλανίνη. Ταυτόχρονα, η εισαγωγή της L-καρβορανυλαλανίνης ενισχύει τη σταθερότητα του πεπτιδίου. Το μακροκυκλικό πεπτίδιο που έχει επισημανθεί με φλουορεσκεΐνη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για απεικόνιση φθορισμού (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193), και είναι μια πολλά υποσχόμενη υποψήφια ένωση για φάρμακα βορίου BNCT.
Όχι μόνο είναι φάρμακο με βάση το βόριο-, αλλά είναι επίσης ένας "μαγικός βοηθός" στην ανάπτυξη φαρμάκων. Χρησιμοποιώντας την L-καρβορανυλαλανίνη ως μονάδα αμινοξέος για την αντικατάσταση της φαινυλαλανίνης στην πεπτιδική αλυσίδα του αναλόγου αναστολέα της παγκρεατικής θρυψίνης (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα), μπορεί να συνδεθεί αποτελεσματικά στην υδρόφοβη θέση αναγνώρισης της φαινυλαλανίνης του ενζύμου και να έχει καλύτερη επίδραση στη φαινυλαλανίνη. πεπτιδική αλυσίδα φαινυλαλανίνης (Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). Επιπλέον, μετά την αντικατάσταση της φαινυλαλανίνης στην 4η θέση του [Leu5]-εγκεφαλίνη με L-καρβορανυλαλανίνη (Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα), το [Car4, Leu5]-η εγκεφαλίνη έχει τριπλάσια αύξηση στη συγγένεια σύνδεσης με τον υποδοχέα οπιοειδών και είναι συγκρίσιμη με την ισχυρότερη από τη φύση της [Met5]-εγκεφαλίνη (FEBS Lett. 1977, 82, 325).
Η παραπάνω έρευνα δείχνει ότι η L-καρβορανυλαλανίνη έχει μοναδική επιστημονική αξία και ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Με την ανακάλυψη στη διαδικασία προετοιμασίας, η L-καρβορανυλαλανίνη και τα παράγωγά της διατίθενται στο εμπόριο στην εταιρεία μας. Πιστεύουμε ότι στο μέλλον, η χειρόμορφη καρβορανική-αλανίνη και τα παράγωγά της θα διαδραματίζουν ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό ακριβών μορίων φαρμάκου.