4-Metilumbeliferil-beta-D-glucuronídeo CAS 6160-80-1

4-Metilumbeliferil-beta-D-glucuronídeo(4-MUG) é um composto orgânico com fórmula molecular C16H13NO7 e massa molar de 333,27 g/mol para CAS 6160-80-1. Geralmente aparece como um pó ou cristal branco a amarelo claro. Tem boa solubilidade em água e pode dissolver-se em água. A estrutura molecular deste composto contém um grupo ácido glucurônico (GlcA) e um grupo 4-metilumbeliferona (4-MeUmb). O grupo ácido glucurônico está conectado ao grupo 4-metilumbeliferona por meio de ligações glicosídicas. Propriedades espectrais características. Por exemplo, sob luz ultravioleta, o composto apresenta forte fluorescência e pode ser utilizado para a sua análise quantitativa. Seu comprimento de onda máximo de excitação e comprimento de onda máximo de emissão são 365 nm e 448 nm, respectivamente. É um ácido fraco com menor valor de pKa em água. Por ser um substrato com propriedades fluorescentes, possui amplo valor de aplicação na detecção e triagem de atividade enzimática. Seu princípio simples, operação conveniente, alta sensibilidade e quantificabilidade tornam-no uma ferramenta importante em vários campos, como ciências biomédicas, químicas e biológicas.

4-Metilumbeliferil-beta-D-glucuronídeo(4-MUG) é um substrato fluorescente amplamente utilizado para detecção e triagem de atividade enzimática.

1. Detecção de atividade enzimática

Princípio: A detecção da atividade enzimática do 4-MUG é baseada em sua característica de ser hidrolisado por enzimas específicas como substrato. Quando a enzima atua em 4-MUG, ela quebra suas ligações glicosídicas, liberando 4-metilumbeliferona (4-MU) com propriedades fluorescentes. Ao detectar a intensidade e as alterações dos sinais de fluorescência, a atividade das enzimas pode ser avaliada.

Campo de aplicação:

(1) Análise de amostras biológicas: Usando 4-MUG como substrato, a atividade de enzimas específicas em amostras biológicas (como sangue, urina, homogeneizado de tecido, etc.) pode ser detectada. Isto é de grande importância para o diagnóstico de doenças, pesquisa do metabolismo de medicamentos e descoberta de biomarcadores.

(2) Triagem de inibidores enzimáticos: Ao co-incubar 4-MUG com inibidores enzimáticos, o efeito dos inibidores enzimáticos na atividade enzimática pode ser observado. Este método pode ser usado para rastrear e avaliar a eficácia de inibidores enzimáticos, fornecendo orientação para o projeto e desenvolvimento de medicamentos.

(3) Pesquisa cinética enzimática: Ao utilizar diferentes concentrações de 4-MUG como substratos, os parâmetros cinéticos da enzima, como a constante de Michaelis (Km) e a taxa máxima de reação (Vmax), podem ser estudados. Esses dados ajudam a compreender o mecanismo e a eficiência das reações catalisadas por enzimas.

2. Triagem de atividade enzimática

(1) Triagem de alto rendimento: 4-O MUG é adequado para triagem de atividade enzimática de alto rendimento porque possui propriedades de fluorescência e pode obter detecção rápida e sensível. Ao co-incubar um grande número de compostos candidatos com 4-MUG, os compostos com regulação da atividade enzimática podem ser selecionados.

(2) Triagem de inibidores enzimáticos: Usando 4-MUG como substrato, compostos com efeitos inibitórios enzimáticos podem ser triados. Este método pode ser usado para descobrir novos inibidores enzimáticos e fornecer moléculas candidatas para o projeto e desenvolvimento de medicamentos.

(3) Triagem de ativadores enzimáticos: além dos inibidores enzimáticos, o 4-MUG também pode ser usado para rastrear compostos com efeitos de ativação enzimática. Ao detectar o aumento dos sinais de fluorescência, podem ser identificados compostos que podem aumentar a actividade enzimática, proporcionando novos caminhos para a regulação da função enzimática.

3. Rotulagem de biofluorescência: 4-Metillumbeliferol-beta-D-glucuronídeo tem propriedades de fluorescência e é frequentemente usado como marcador de biofluorescência. Ele pode emitir fluorescência azul brilhante sob a excitação da luz ultravioleta, e o espectro de emissão se sobrepõe significativamente ao espectro de excitação, o que é benéfico para detecção e análise de fluorescência. Sondas fluorescentes podem ser feitas ligando 4-metillumbeliferol-beta-D-glucuronídeo a anticorpos, proteínas ou outras biomoléculas, que podem ser usadas para detecção sensível e localização de moléculas alvo em amostras biológicas.

4. Pesquisa sobre metabolismo de medicamentos:4-Metilumbeliferil-beta-D-glucuronídeoé frequentemente usado como um composto modelo para pesquisas sobre o metabolismo de drogas. Na pesquisa do metabolismo de medicamentos, este composto pode simular a estrutura de metabólitos naturais e servir de modelo para os possíveis produtos intermediários ou finais que podem ser produzidos durante o metabolismo dos medicamentos. Ao estudar e caracterizar os processos metabólicos dos medicamentos nos organismos, podemos obter uma compreensão mais profunda das suas vias metabólicas, cinética e biodisponibilidade.

O método de síntese laboratorial de4-Metilumbeliferil-beta-D-glucuronídeoinclui as seguintes etapas:

(1) Introdução de grupos protetores: Selecione grupos protetores apropriados para proteger o ácido glucurônico e evitar reações colaterais desnecessárias em reações subsequentes. Grupos protetores comuns incluem grupos éster, grupos éter, etc. Escolha éster metílico como grupo protetor para converter ácido glucurônico em ácido glicurônico éster metílico. Esta reação utiliza metanol e anidrido carboxílico como reagentes, com ácido sulfúrico como catalisador.

A equação da reação é a seguinte:

(CH₃)₂C(OH)-CH₂-COOH +H₂ENTÃO₄→ (CH₃)₂C(O)-CH₂-COOH +CH₃OH

(2) Reação de acoplamento: Reação de acoplamento entre 4-metilumbeliferona e ácido glucurônico com grupos protetores. Esta etapa geralmente requer o uso de agentes de acoplamento tais como DCC, EDC, etc. para facilitar a reação. As condições de reação precisam ser controladas adequadamente para garantir a pureza e o rendimento do produto. Esta reação usa DCC como agente de acoplamento,

(3) A equação da reação é a seguinte:

(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) Remoção de grupos protetores: Usando uma mistura de metanol de sódio e etanol de sódio como catalisador, o éster metílico do ácido metil glucurônico é removido do 4-metillumbeliferil beta D-glucuronídeo. A equação da reação é a seguinte:

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

(4) Purificação: O produto bruto é purificado por cromatografia em coluna e recristalização para obter 4-Metillumbeliferol-beta-D-glucuronídeo de alta pureza. O processo específico é o seguinte:

Dissolver o produto bruto numa quantidade adequada de solvente e separá-lo por cromatografia em coluna. Selecione adsorventes e eluentes apropriados, lave as impurezas e as matérias-primas que não reagiram em sequência para obter produtos puros. A recristalização é o processo de dissolução de produtos puros em uma quantidade adequada de solvente e obtenção de produtos puros por resfriamento e cristalização. A recristalização pode remover uma pequena quantidade de matérias-primas e subprodutos que não reagiram, melhorando ainda mais a pureza do produto.

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