Lovastatiini

Kompaktiini ja lovastatiini, luonnontuotteet, joilla on voimakas HMG-CoA-reduktaasia estävä vaikutus, löydettiin 1970-luvulla, ja ne otettiin kliiniseen kehitykseen mahdollisina lääkkeinä LDL-kolesterolin alentamiseksi.

Vuonna 1982 tehtiin pienimuotoisia kliinisiä tutkimuksia lovastatiinista, Aspergillus terreuksesta eristetystä polyketidiperäisestä luonnontuotteesta, erittäin riskialttiilla potilailla, joissa havaittiin dramaattisia LDL-kolesterolin vähenemisiä, erittäin harvoilla haittavaikutuksilla. Kun lovastatiinilla tehdyissä lisätutkimuksissa eläimillä ei havaittu minkäänlaista toksisuutta, jonka uskotaan liittyvän kompaktiiniin, kliiniset tutkimukset jatkuivat.

Laajamittaiset tutkimukset vahvistivat lovastatiinin tehokkuuden. Havaittu siedettävyys oli edelleen erinomaista, ja Yhdysvaltain FDA hyväksyi lovastatiinin vuonna 1987. Se oli ensimmäinen FDA: n hyväksymä statiini.

Vuonna 1998 FDA kielsi ravinnosta saatavien ravintolisien myynnin. punahiivariisistä, joka luonnollisesti sisältää lovastatiinia, väittäen, että reseptilääkkeitä sisältävät tuotteet edellyttävät lääkehyväksyntää. Tuomari Dale A.Kimball Yhdysvaltain Utahin piirikunnan käräjäoikeudesta myönsi Cholestinin valmistajan Pharmanexin esityksen, jonka mukaan viraston kielto oli laiton vuoden 1994 ravintolisälain mukaan, koska tuotetta markkinoitiin. ravintolisänä, ei lääkkeenä.

Tavoitteena on vähentää kolesterolin ylimäärä tasolle, joka on sopusoinnussa normaalin kehon toiminnan ylläpitoon. Kolesteroli biosyntetisoidaan yli 25 erillisen entsymaattisen reaktion sarjassa, joka sisältää aluksi kolme peräkkäistä asetyyli-CoA-yksiköiden kondensaatiota kuuden hiilen yhdisteen 3-hydroksi-3-metyyliglutaryylikoentsyymin A (HMG CoA) muodostamiseksi. Tämä pelkistetään mevalonaatiksi ja muunnetaan sitten reaktiosarjana isopreeneihin, jotka ovat skvaleenin rakennuspalikoita, välitön sterolien edeltäjä, joka syklisoituu lanosteroliksi (metyloitu steroli) ja metaboloituu edelleen kolesteroliksi. Useat varhaiset yritykset estää kolesterolin synteesi johtivat aineisiin, jotka estivät myöhässä lanosterolin ja kolesterolin biosynteesireitillä. Suurin nopeutta rajoittava vaihe reitillä on mikrosomaalisen entsyymin tasolla, joka katalysoi HMG CoA: n muuttumista mevalonihapoksi, ja sitä on pidetty farmakologisen intervention ensisijaisena kohteena useita vuosia.

HMG CoA -reduktaasia esiintyy varhaisessa vaiheessa biosynteesireitillä ja se on yksi ensimmäisistä sitoutuneista vaiheista kolesterolin formulointiin. Tämän entsyymin esto voi johtaa HMG CoA: n, vesiliukoisen välituotteen, kerääntymiseen, joka voidaan sitten helposti metaboloitua yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi. Tämä reduktaasin esto johtaisi lipofylisten välituotteiden kerääntymiseen muodollisen sterolirenkaan kanssa.

Lovastatiini oli ensimmäinen spesifinen HMG CoA -reduktaasin estäjä, joka sai hyväksynnän hyperkolesterolemian hoidossa. Ensimmäinen läpimurto pyrkimyksissä löytää voimakas, spesifinen, kilpaileva HMG CoA -reduktaasin estäjä tapahtui vuonna 1976, jolloin Endo et ai. ilmoitti löytäneensä mevastatiinin, erittäin funktionalisoidun sienimetaboliitin, joka on eristetty Penicillium citrium -viljelmistä.

BiosynthesisEdit

Lovastatiinin biosynteesi tapahtuu iteratiivisen tyypin I polyketidisyntaasin (PKS) reitin kautta. Kuusi geeniä, jotka koodaavat entsyymejä, jotka ovat välttämättömiä lovastatiinin biosynteesille, ovat lovB, lovC, lovA, lovD, lovG ja lovF. Dihydromonakolin L: n synteesi vaatii yhteensä 9-malonyylikooa. Se etenee PKS-reitillä, kunnes se saavuttaa (E) heksaketidin, jossa se käy läpi Diels-Alder -syklilatauksen muodostaen sulatetut renkaat. Syklisoinnin jälkeen se jatkuu PKS-reitin läpi, kunnes se saavuttaa (I) nonaketidin, joka sitten vapautuu LovB: stä LovG: n koodaaman tioesteraasin kautta. Dihydromonakoliini L, (J), sitten hapetetaan ja dehydratoidaan LovA: n koodaaman sytokromi P450 -oksigenaasin kautta monakoliini J (L): n saamiseksi.

lovB: n MT-domeeni on aktiivinen muuntamalla (B): ksi (C), kun se siirtää metyyliryhmän S-adenosyyli-L-metioniinista (SAM) tetraketidiin (C). Koska LovB sisältää passiivisen ER-domeenin, LovC: tä vaaditaan tietyissä vaiheissa täysin pelkistettyjen tuotteiden saamiseksi. LovB: n, LovC: n, LovG: n ja LovF: n verkkotunnusorganisaatio on esitetty kuvassa 2. lovB: n passiivinen ER-domeeni on osoitettu soikealla ja missä LovC toimii transofoimalla LovB: lle, on esitetty punaisella laatikolla.

Rinnakkaisella reitillä lovastatiinin diketidisivuketju syntetisoidaan toisella LovF: n koodaamalla erittäin pelkistävällä tyypin I polyketidisyntaasientsyymillä. Lopuksi sivuketju, 2-metyylibutyraatti (M) on kiinnitetty kovalenttisesti monakoliini J (L): n C-8-hydroksiryhmään LovD: n koodaamalla transesteraasilla lovastatiinin muodostamiseksi.

Suurimman osan työstä lovastatiinin synteesissä teki M. Hirama 1980-luvulla. Hirama syntetisoi kompaktiinin ja käytti yhtä välituotteista eri polun seuraamiseksi päästä lovastatiiniin. Synteettinen sekvenssi on esitetty alla olevissa kaavioissa. Y-laktoni syntetisoitiin käyttäen Yamada-metodologiaa aloittaen glutamiinihaposta. Laktonin avaaminen tehtiin käyttämällä litiummetoksidia metanolissa ja sitten silyloimalla, jolloin saatiin erotettava seos lähtölaktonista ja silyylieetteristä. Silyylieetteri hydrolyysillä, jota seurasi Collinsin hapetus, antoi aldehydin. (E, E) -dieenin stereoselektiivinen valmistus suoritettiin lisäämällä trans-krotyylifenyylisulfonianionia, mitä seurasi sammutus Ac20: lla ja sen jälkeen sulfoniasetaatin pelkistävä eliminointi. Tämän kondensaatio dimetyylimetyylifosfonaatin litiumanionilla antoi yhdisteen 1. Yhdiste 2 syntetisoitiin synteesimenetelmän kaaviossa esitetyllä tavalla. Yhdisteet 1 ja 2 yhdistettiin sitten yhteen käyttäen 1,3 ekvivalenttia natriumhydridiä THF: ssä, mitä seurasi palautusjäähdytys klooribentseenissä 82 tunnin ajan typen alla enonin 3 saamiseksi.

Lovastatiiniin pääsemiseksi käytettiin yksinkertaisia orgaanisia reaktioita, kuten on esitetty kaavio.

• Kolesterolin biosynteettinen reitti

• HMG CoA -reduktaasireaktio

• Biosynteesi käyttäen Diels-Alderin katalysoimaa syklisointia

• Biosynteesi käyttäen laajasti spesifistä asyylitransferaasia

• Yhdisteiden 1 ja 2 synteesi

• Täydellinen lovastatiinisynteesi