4-Méthylumbelliferyl-bêta-D-glucuronide CAS 6160-80-1

4-Méthylumbelliferyl-bêta-D-glucuronide(4-MUG) est un composé organique de formule moléculaire C16H13NO7 et d'une masse molaire de 333,27 g/mol pour CAS 6160-80-1. Il apparaît généralement sous la forme d’une poudre ou d’un cristal blanc à jaune clair. Il a une bonne solubilité dans l’eau et peut se dissoudre dans l’eau. La structure moléculaire de ce composé contient un groupe acide glucuronique (GlcA) et un groupe 4-méthylumbelliférone (4-MeUmb). Le groupe acide glucuronique est connecté au groupe 4-méthylumbelliférone par des liaisons glycosidiques. Propriétés spectrales caractéristiques. Par exemple, sous la lumière ultraviolette, le composé présente une forte fluorescence et peut être utilisé pour son analyse quantitative. Sa longueur d'onde d'excitation maximale et sa longueur d'onde d'émission maximale sont respectivement de 365 nm et 448 nm. C'est un acide faible avec une valeur pKa plus faible dans l'eau. En tant que substrat doté de propriétés fluorescentes, il présente une large valeur d’application dans la détection et le criblage de l’activité enzymatique. Son principe simple, son fonctionnement pratique, sa haute sensibilité et sa quantifiabilité en font un outil important dans de multiples domaines tels que les sciences biomédicales, chimiques et biologiques.

4-Méthylumbelliferyl-bêta-D-glucuronide(4-MUG) est un substrat fluorescent largement utilisé pour la détection et le criblage de l'activité enzymatique.

1. Détection de l'activité enzymatique

Principe : La détection de l'activité enzymatique du 4-MUG est basée sur sa caractéristique d'être hydrolysé par des enzymes spécifiques en tant que substrat. Lorsque l'enzyme agit sur le 4-MUG, elle coupe ses liaisons glycosidiques, libérant la 4-méthylumbelliférone (4-MU) aux propriétés fluorescentes. En détectant l'intensité et les changements des signaux de fluorescence, l'activité des enzymes peut être évaluée.

Champ d'application:

(1) Analyse d'échantillons biologiques : en utilisant le 4-MUG comme substrat, l'activité d'enzymes spécifiques dans des échantillons biologiques (tels que le sang, l'urine, l'homogénat de tissus, etc.) peut être détectée. Ceci revêt une grande importance pour le diagnostic des maladies, la recherche sur le métabolisme des médicaments et la découverte de biomarqueurs.

(2) Criblage des inhibiteurs d'enzyme : en co-incubant du 4-MUG avec des inhibiteurs d'enzyme, l'effet des inhibiteurs d'enzyme sur l'activité enzymatique peut être observé. Cette méthode peut être utilisée pour cribler et évaluer l’efficacité des inhibiteurs enzymatiques, fournissant ainsi des conseils pour la conception et le développement de médicaments.

(3) Recherche sur la cinétique de l'enzyme : en utilisant différentes concentrations de 4-MUG comme substrats, les paramètres cinétiques de l'enzyme, tels que la constante de Michaelis (Km) et la vitesse de réaction maximale (Vmax), peuvent être étudiés. Ces données aident à comprendre le mécanisme et l’efficacité des réactions catalysées par des enzymes.

2. Dépistage de l’activité enzymatique

(1) Criblage à haut débit : 4-MUG convient au criblage de l'activité enzymatique à haut débit car il possède des propriétés de fluorescence et peut permettre une détection rapide et sensible. En co-incubant un grand nombre de composés candidats avec 4-MUG, des composés régulant l'activité enzymatique peuvent être criblés.

(2) Criblage d'inhibiteurs d'enzymes : en utilisant le 4-MUG comme substrat, des composés ayant des effets inhibiteurs d'enzymes peuvent être criblés. Cette méthode peut être utilisée pour découvrir de nouveaux inhibiteurs d’enzymes et fournir des molécules candidates pour la conception et le développement de médicaments.

(3) Criblage d'activateurs enzymatiques : en plus des inhibiteurs d'enzymes, le 4-MUG peut également être utilisé pour cribler des composés ayant des effets d'activation enzymatiques. En détectant l'amélioration des signaux de fluorescence, des composés susceptibles d'améliorer l'activité enzymatique peuvent être identifiés, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour la régulation de la fonction enzymatique.

3. Marquage par biofluorescence : 4-Le méthyllumbelliferol-bêta-D-glucuronide a des propriétés de fluorescence et est souvent utilisé comme marqueur de biofluorescence. Il peut émettre une fluorescence bleu vif sous l'excitation de la lumière ultraviolette, et le spectre d'émission chevauche considérablement le spectre d'excitation, ce qui est bénéfique pour la détection et l'analyse de la fluorescence. Les sondes fluorescentes peuvent être fabriquées en liant le 4-méthyllumbelliferol-bêta-D-glucuronide à des anticorps, des protéines ou d'autres biomolécules, qui peuvent être utilisées pour la détection et la localisation sensibles de molécules cibles dans des échantillons biologiques.

4. Recherche sur le métabolisme des médicaments :4-Méthylumbelliferyl-bêta-D-glucuronideest souvent utilisé comme composé modèle pour la recherche sur le métabolisme des médicaments. Dans la recherche sur le métabolisme des médicaments, ce composé peut simuler la structure des métabolites naturels et servir de modèle pour les éventuels produits intermédiaires ou finaux pouvant être produits au cours du métabolisme des médicaments. En étudiant et en caractérisant les processus métaboliques des médicaments dans les organismes, nous pouvons mieux comprendre leurs voies métaboliques, leur cinétique et leur biodisponibilité.

La méthode de synthèse en laboratoire de4-Méthylumbelliferyl-bêta-D-glucuronidecomprend les étapes suivantes :

(1) Introduction de groupes protecteurs : sélectionnez les groupes protecteurs appropriés pour protéger l'acide glucuronique et éviter les réactions secondaires inutiles lors des réactions ultérieures. Les groupes protecteurs courants comprennent les groupes ester, les groupes éther, etc. Choisissez l'ester méthylique comme groupe protecteur pour convertir l'acide glucuronique en acide méthylester glucuronique. Cette réaction utilise du méthanol et de l'anhydride carboxylique comme réactifs, avec de l'acide sulfurique comme catalyseur.

L'équation de la réaction est la suivante :

(CH₃)₂C(OH)-CH₂-COOH + H₂DONC₄→ (CH₃)₂C(O)-CH₂-COOH + CH₃OH

(2) Réaction de couplage : réaction de couplage entre la 4-méthylumbelliférone et l'acide glucuronique avec des groupes protecteurs. Cette étape nécessite généralement l'utilisation d'agents de couplage tels que DCC, EDC, etc. pour faciliter la réaction. Les conditions de réaction doivent être contrôlées de manière appropriée pour garantir la pureté et le rendement du produit. Cette réaction utilise le DCC comme agent de couplage,

(3) L’équation de réaction est la suivante :

(CH₃)₂C(O)-CH₂-COOH +NH₂-CH=CH-COOH + DCC + C₆H₅N₃O → (CH₃)₂C(O)-CH₂-CO-NH-CH=CH-COOH + H₂O + NH₄OH

(CH₃)₂C(O)-CH₂-CO-NH-CH=CH-COOH + NH₂(CH₃) → (CH₃)₂C(O)-CH₂-CO-NH-CH=CH-CO-NH(CH₃) + H₂O

(CH₃)₂C(O)-CH₂-CO-NH-CH=CH-CO-NH(CH₃) + HBr → (CH₃)₂C(O)-CH₂-CO-NH-CH=CH-CO-Br(CH₃) + HBr

(CH₃)₂C(O)-CH₂-CO-NH-CH=CH-CO-Br(CH₃) → (CH₃)₂C(O)-CH₂-CO[C₁₆H₈-(NH^-)-6]-Br(CH₃) + NaCl + NaBr

(3) Élimination des groupes protecteurs : en utilisant un mélange de méthanol de sodium et d'éthanol de sodium comme catalyseur, l'ester méthylique de l'acide méthylglucuronique est éliminé du 4-méthyllumbelliferyl bêta D-glucuronide. L'équation de la réaction est la suivante :

(CH₃)₂C(O)-CH₂-CO[C₁₆H₈-(NH^-)-6]-Br(CH₃) + CH₃ONa + C₂H₅ONa → (CH₃)₂C(O)-CH₂-CO[C₁₆H₈-(NH^-)-6] + 2NaBr + 2CH₃OH + C₂H₅OH

(4) Purification : Le produit brut est purifié par chromatographie sur colonne et recristallisation pour obtenir du 4-méthyllumbelliférol-bêta-D-glucuronide de haute pureté. Le processus spécifique est le suivant :

Dissoudre le produit brut dans une quantité appropriée de solvant et le séparer par chromatographie sur colonne. Sélectionnez les adsorbants et les éluants appropriés, éliminez les impuretés et les matières premières n'ayant pas réagi en séquence pour obtenir des produits purs. La recristallisation est le processus de dissolution de produits purs dans une quantité appropriée de solvant et d'obtention de produits purs par refroidissement et cristallisation. La recristallisation peut éliminer une petite quantité de matières premières et de sous-produits n'ayant pas réagi, améliorant ainsi la pureté du produit.

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