草氨酸的合成应用及下游产品

介绍

草氨酸的化学式为C2H4O4，外观为白色结晶粉末。它的结构含有羧基和酰胺键，具有极高的反应活性。

图一 草氨酸

合成应用

将3-（4-氯-3-碘-苯基）-4,5,6,7-四氢-1H-吡唑并-[4,3-c]吡啶（110.5g，0.68mol，1.2当量）在DMF（1.5L）中的悬浮液用草氨酸（60.7g，0.68mol,1.2当量）处理。室温下3小时后，在10分钟内加入固体3-（4-氯-3-碘苯基）-4,5,6,7-四氢-1H-吡唑并[4,3-c]吡啶（205 g，0.57 mol，1.0当量）。20分钟后，在2小时内缓慢加入水（2.5 L），混合物在室温下搅拌16小时。通过过滤收集所得白色沉淀，用水洗涤并在真空烘箱中干燥，得到化合物2-[3-（4-氯-3-碘苯基）-1,4,6,7-四氢吡唑并[4,3-C]吡啶-5-基]-2-氧代乙酰胺（243 g，0.56 mol，100%）[1]。

图二 草氨酸的合成应用

下游产品

草氨酸钠（Sodium Oxamate）是草氨酸的下游产品，它是一种小分子化合物，主要作为乳酸脱氢酶A（Lactate Dehydrogenase A，LDHA）的特异性抑制剂。近年来，草氨酸钠在医学领域的应用受到广泛关注，尤其是在肿瘤治疗方面。它通过抑制LDHA的活性，干扰肿瘤细胞的能量代谢过程，从而抑制肿瘤细胞的增殖。研究表明，它对多种肿瘤细胞具有显著的抑制作用，通过抑制LDHA的表达，降低细胞内乳酸含量，抑制细胞增殖，并诱导细胞凋亡。与非热等离子体（NTP）联合使用时，显著增强对黑色素瘤细胞的杀伤作用。通过抑制LDHA，增强肿瘤细胞对放射治疗的敏感性，细胞内ROS水平显著升高，进而抑制细胞生长[2]。

草氨酸钠通过多种途径诱导肿瘤细胞凋亡，包括：通过降低线粒体膜电位（MMP），激活凋亡相关蛋白（如Caspase-3和PARP）。增加细胞内活性氧（ROS）水平，导致细胞氧化应激，进而激活凋亡通路。通过抑制LDHA，减少细胞内ATP的产生，激活AMPK通路，促进细胞凋亡。草氨酸钠可以诱导肿瘤细胞的自噬过程，表现为：使ATG7、Beclin-1和LC3-II的表达显著升高，使P62蛋白的表达降低[3]。

参考文献

[1]Ameriks K M ,Axe U F ,Edwards P J , et al.CARBON-LINKED TETRAHYDRO-PYRAZOLO-PYRIDINE MODULATORS OF CATHEPSIN S[P].US20080031010,2008-08-21.

[2]许袁,马洁,彭胜杰,等.草氨酸钠对人黑色素瘤细胞的非热等离子体增敏作用研究[J].安徽大学学报(自然科学版),2022,46(03):24-32.

[3]何大伟,何敖林,周明慧,等.草氨酸钠对胆管癌细胞自噬与凋亡的影响[J].实验动物与比较医学,2020,40(05):403-409.