Аминолевулиновая кислота

δ-Аминолевулиновая кислота (дельта- или 5-аминолевулиновая кислота) — органическая кислота, первичный компонент синтеза тетрапирролов: порфиринов и корринов у животных и хлорофилла у растений.

Аминолевулиновая кислота
Общие
Систематическое наименование	5-​амино-​4-​оксопентаноевая кислота
Хим. формула	C5H9NO3
Физические свойства
Молярная масса	131,13 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS	106-60-5
PubChem	137
Рег. номер EINECS	203-414-1
SMILES	O=C(CN)CCC(=O)O
InChI	InChI=1S/C5H9NO3/c6-3-4(7)1-2-5(8)9/h1-3,6H2,(H,8,9) ZGXJTSGNIOSYLO-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	17549 и 356416
ChemSpider	134
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Метаболизм и биологическое значение

Биосинтез

Существует два пути биосинтеза δ-АЛК:

1. У нефотосинтезирующих организмов: животных, грибов и простейших, δ-аминолевулиновая кислота образуется под действием пиридоксальфосфатзависимого фермента δ-аминолевулинатсинтазы из глицина и сукцинил-КоА в результате реакции, известной как путь Шемина: HOOCCH₂CH₂CO-S-CoA + H₂NCH₂COOH ${\displaystyle \to }$ HOOCCH₂CH₂COCH₂NH₂ + CO₂ + CoA-SH
2. У растений, водорослей, бактерий (кроме группы альфа-протеобактерий) и архей она образуется из глутаминовой кислоты через промежуточные глутамил-тРНК и глутамат-1-полуальдегид. В синтезе участвуют ферменты глутамил-тРНК-синтетаза, глутамил-тРНК-редуктаза, глутамат-1-полуальдегидаминотрансфераза. Реакция известна как C5-путь, или путь Биля^[1][2].

Последующая судьба δ-АЛК

На следующей стадии две молекулы аминолевулиновой кислоты под действием порфобилиногенсинтазы конденсируется с образованием пиррольного производного — порфобилиногена:

В свою очередь, из четырёх молекул порфобилиногена в результате каскада ферментативных реакций синтезируется уропорфироген III, являющийся предшественником порфиринов, корринов и хлорофиллов:

У растений образование δ-аминолевулиновой кислоты является регулируемым этапом синтеза хлорофилла. При добавлении экзогенной δ-аминолевулиновой кислоты накопление предшественника хлорофилла протохлорофиллида может достигать токсического уровня.

Клиническое значение и применение

δ-Аминолевулиновая кислота, за счет особенностей метаболизма в опухолевых клетках, вызывает накопление фотоактивных (флуоресцирующих и способных к формированию активных кислородных форм) порфиринов в эпителии и в тканях новообразований, в частности в клетках злокачественной глиомы. Благодаря этому данное соединение применяется для визуализации опухолевых тканей и интраоперационного контроля при нейрохирургических вмешательствах^[3].

По той же причине, δ-Аминолевулиновая кислота применяется как диагностический и действующий агент в фотодинамической терапии, позволяя как эффективно выявлять опухолевые зоны за счет контраста красной флуоресценции протопорфирина IX с возбуждающим светом коротковолнового диапазона, так и непосредственно использовать его фотодинамическую активность для уничтожения поверхностных или полостных опухолей.

См.также

• Порфирины

Литература

• Musiol R., Serda M., Polanski J. Prodrugs in photodynamic anticancer therapy (англ.) // Curr. Pharm. Des.^[англ.] : journal. — 2011. — Vol. 17, no. 32. — P. 3548—3559. — PMID 22074426.
• Harris F., Pierpoint L. Photodynamic therapy based on 5-aminolevulinic acid and its use as an antimicrobial agent (англ.) // Med Res Rev : journal. — 2011. — July. — doi:10.1002/med.20251. — PMID 21793017.
• Bekelis K., Valdés P.A., Erkmen K., et al. Quantitative and qualitative 5-aminolevulinic acid-induced protoporphyrin IX fluorescence in skull base meningiomas (англ.) // Neurosurg Focus^[англ.] : journal. — 2011. — May (vol. 30, no. 5). — P. E8. — doi:10.3171/2011.2.FOCUS1112. — PMID 21529179. — PMC 3116440.