L-Carboranilalanină (LCba) a fost primul derivat poliedric de aminoacid boran sintetizat în 1976 împreună cu dezvoltarea terapiei de captare a neutronilor cu bor (BNCT). Scopul său de proiectare a fost să imite structura aminoacidului esențial fenilalanina din corpul uman (Așa cum se arată în figura de mai jos). Prin înlocuirea inelului benzenic cu o cușcă de carbon-bor, acesta ar putea participa la procesul metabolic biologic ca analog al fenilalaninei. În același timp, introducerea carbon-borului a dotat moleculei cu proprietăți unice, cum ar fi aromaticitatea tri-dimensională, hidrofobicitatea, inerția chimică și conținutul ridicat de bor. Acest lucru l-a făcut nu numai un medicament cu bor candidat direct pentru BNCT, ci și un instrument molecular pentru a îmbunătăți activitatea medicamentului.
În studiile anterioare, L-carboranilalanina a demonstrat o siguranță excelentă. Experimentele pe animale au arătat că atunci când au fost injectate intraperitoneal la o doză de 25 mg per şoarece (sau 85 mg/kg), nu s-au observat efecte toxice în decurs de trei săptămâni (J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). În experimentele cu celule de melanom de șoarece, capacitatea de legare intracelulară a L-carbonboran-alaninei a fost superioară BPA, medicamentul clinic cu bor utilizat în mod obișnuit. După iradierea cu neutroni, rata de supraviețuire a celulelor a scăzut semnificativ (Acta. Oncologică. 1994, 33, 685).
Ceea ce este interesant este că L-carboranilalanina, după ce a fost cloracetilata și modificată, a fost transformată cu succes într-un factor de inițiere a translației (Așa cum se arată în figura de mai jos), integrând cu succes L{-carboranilalanina în peptida macrociclică. Această peptidă macrociclică are afinitate și specificitate ridicate pentru receptorul factorului de creștere epidermic uman și poate participa direct la legarea la situsul hidrofob al receptorului, iar funcția sa nu poate fi înlocuită de fenilalanină; în același timp, introducerea L-carboranilalaninei îmbunătățește stabilitatea peptidei. Peptida macrociclică marcată cu fluoresceină poate fi, de asemenea, utilizată pentru imagistica prin fluorescență (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193) și este un compus candidat foarte promițător pentru medicamentele cu bor BNCT.
Nu numai că este un medicament pe bază de bor-, dar este și un „ajutor magic” în dezvoltarea medicamentelor. Folosind L-carboranilalanina ca unitate de aminoacizi pentru a înlocui fenilalanina din lanțul peptidic al analogului inhibitor al tripsinei pancreatice (Așa cum se arată în figura de mai jos), se poate lega în mod eficient la locul de recunoaștere hidrofob al fenilalaninei enzimei și are un efect inhibitor bun, cu efect inhibitor bun asupra chalaninei fenilapsinei. (Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). Mai mult, după înlocuirea fenilalaninei în poziţia a 4-a a [Leu5]-encefalină cu L-carboranilalanină (Așa cum se arată în figura de mai jos), [Car4, Leu5]-encefalina are o creștere de 3 ori a afinității de legare la receptorul opioid și este comparabilă cu cea mai puternică în mod natural [Met5]-encefalină (FEBS Lett. 1977, 82, 325).
Cercetarea de mai sus indică faptul că L-carboranilalanina posedă o valoare științifică unică și perspective largi de aplicare. Odată cu progresul în procesul de preparare, L-carboranilalanina și derivații săi au fost disponibile comercial în compania noastră. Credem că, în viitor, carboran-alanina chirală și derivații săi vor juca un rol din ce în ce mai important în proiectarea unor molecule precise de medicament.