解读分子:马尿酸

碳氢数科 01/02

分子信息:

图片来源:MolAid

结构信息:

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分子解读:

马尿酸或N-苯甲酰甘氨酸是一种在草食动物尿液中发现的氨基酸衍生物。这个名字源自希腊语hippos(马)和ouron(尿液)。1829年,德国化学先驱Justus von Liebig 因对这种化合物的研究集中在马尿上而如此命名。

马尿酸也存在于鳄梨(Persea americana)和普通豆类(Phaseolus vulgaris)中。顾名思义,该化合物是由尿液中的苯甲酸和甘氨酸反应形成的。

19世纪后期,冯·李比希的最后一个学生奥斯卡·勒夫也研究了马尿酸。1879 年,Loew 撰写了关于食草动物尿液中酸的来源的文章。根据《美国化学会杂志》(1879)第一卷的文章记载,干草中的奎尼酸在消化过程中会转化为马尿酸。这一发现曾由另一位重要的德国化学家赫尔曼·科尔贝 (Hermann Kolbe) 的学生爱德华·劳特曼 (Eduard Lautemann) 在 1863 年观察到。

合成马尿酸的产生类似于生化反应:在碱存在下用苯甲酰氯酰化甘氨酸,然后酸化形成酸。在强碱中水解,将其还原为甘氨酸和苯甲酸。

反应信息:

图片来源:MolAid

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药代动力学信息:

成人很容易将苯甲醇氧化成苯甲酸。随后苯甲酸与甘氨酸在肝脏中结合形成马尿酸。后者通过尿液排出。婴儿代谢能力不成熟,导致将苯甲醇代谢物苯甲酸代谢作为其主要排泄代谢物马尿酸的能力有限,导致早产儿苯甲酸浓度增加。由于将苯甲醇代谢为苯甲酸的能力增强,早产儿的这些浓度比足月儿的浓度进一步增加。将苯甲酸转化为马尿酸的相对能力较差,可能与甘氨酸缺乏有关。早产儿体内苯甲酸的积累导致严重中毒和死亡。

在给狗静脉注射 52 或 105 mg/kg剂量的苯甲醇盐水后,血浆半衰期约为 1.5 小时。大鼠肌肉注射后,苯甲醇迅速从注射部位消失,消失半衰期估计小于 10 分钟。在非人类灵长类动物研究中,恒河猴表现出在 24 小时内局部施用苯甲醇的高吸收率(56-80%),但仅限于施用部位被封闭时。兔子皮下注射 1 克苯甲醇可消除 300-400 毫克马尿酸。在人类中,口服摄入苯甲醇后很容易从胃肠道吸收。据报道,苯甲醇在治疗虱病期间的经皮吸收有限且较低,尽管使用较高浓度的酒精可导致大量吸收。据报道,接受血液透析的尿毒症患者的苯甲醇浓度为每 10 毫升血浆 5 至 500 微克。迄今为止,尚未报道与苯甲醇的药物相互作用研究。[1]

脑肾相互作用:

马尿酸盐是导致尿毒症脑病的主要化合物之一。UT 在大脑中的积累被认为是由于BBB的 UT 转运蛋白功能障碍所致;这种抑制会降低UT从大脑到血液(穿过 BBB)的流出清除率,被认为是尿毒症脑病的机制。小鼠肾有机转运蛋白(mOAT1)在大脑皮层海马中表达,在UTs的调节中也具有关键作用。另据报道,重度抑郁症患者和抑郁症大鼠模型中尿马尿酸水平升高。这种模式表明马尿酸可作为抑郁症的潜在标志物。然而,马尿酸在脑肾相互作用功能障碍中的作用仍不清楚。[2]

参考文献

[1] Larry P. Sheets, Encyclopedia of Toxicology, 2005, 567-570

[2] Kimio Watanabe, Neuro Toxicology, 2014, 184-193


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