アロキサン

アロキサン^[1]
アロキサン	アロキサン水和物
名前
	推奨されるIUPAC名 5,5-ジヒドロキシピリミジン-2,4,6(1 H ,3 H ,5 H )-トリオン
	その他の名前 5,5-ジヒドロキシバルビツール酸
識別子
CAS番号	50-71-5（無水） ; 3237-50-1 (一水和物) ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:76451 ;
チェムBL	番号: ;
ケムスパイダー	5577 ;
ECHA 情報カード	100.000.057
EC番号	200-062-0;
メッシュ	アロキサン
パブケム CID	5781;
ユニ	6SW5YHA5NG （無水） ; O2AAP9F8B6 （一水和物） ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID5044946;
	InChI InChI=1S/C4H2N2O4/c7-1-2(8)5-4(10)6-3(1)9/h(H2,5,6,8,9,10) キー: HIMXGTXNXJYFGB-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C4H2N2O4/c7-1-2(8)5-4(10)6-3(1)9/h(H2,5,6,8,9,10) キー: HIMXGTXNXJYFGB-UHFFFAOYAQ;
	笑顔 C1(=O)C(=O)NC(=O)NC1=O;
プロパティ
化学式	Ｃ4Ｈ4Ｎ2Ｏ5の
モル質量	160.07グラム/モル
外観	淡黄色の固体
密度	1.639 g/cm 3（無水）
融点	254 °C (489 °F; 527 K) (分解)
水への溶解度	0.29 g/100 mL
危険
安全データシート（SDS）	製品安全データシート
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

アロキサンは、アロキサン水和物とも呼ばれ、化学式 OC(N(H)CO) ₂ C(OH) _{2で表される}有機化合物です。ピリミジンの誘導体に分類されます。無水誘導体 OC(N(H)CO) ₂ CO や二量体誘導体も知られています。これらは最も古くから知られている有機化合物の一部です。これらはさまざまな生物学的活性を示します。

歴史と文学

この化合物はユストゥス・フォン・リービッヒとフリードリヒ・ヴェーラーによって発見されました。これは命名された有機化合物の中で最も古いものの1つです。1818年にルイジ・ヴァレンティーノ・ブルニャテッリ（1761-1818）^[3]^[4]によって最初に合成され、1838年にヴェーラーとリービッヒによって命名されました。 [ ^5] 「アロキサン」という名前は、「アラントイン」と「オキサル酸」 (シュウ酸) を組み合わせた造語です。アロキサン糖尿病モデルは、1943年にダン、シーハン、マクレチーによってウサギで初めて説明されました。^{[6]この名前は、}胎児から尿膜に排泄される尿酸の産物であるアラントインと、尿中に含まれるシュウ酸と尿素から生成されるシュウ酸に由来しています。

アロキサンは、 1776 年にカールヴィルヘルムシェーレが発見した紫色の染料ムレキシドの製造に使用されました。ムレキシドは、アロキサンチンと気体アンモニアの複雑な多段階反応の生成物です。^[^要出典^] ムレキシドは、反応の過程で遊離したアロキサンと、単離されていない中間体ウラミルの縮合によって生成されます。

シェーレは、尿酸を人間の結石（腎臓結石など）から採取し、その化合物をリチウム酸と名付けました。ウィリアム・プラウトは1818 年にその化合物を調査し、最大 90% の尿酸アンモニウムを含むボアコンストリクターの排泄物を使用しました。

プリーモ・レーヴィは回想録『周期表』の「窒素」の章で、化粧品メーカーがアロキサンが唇を永久に赤くする可能性があると読んだため、アロキサンを作ろうとしたが失敗したことを述べている。レーヴィはアロキサンを作るための尿酸源としてニシキヘビの糞を考えたが、トリノ動物園の園長に断られた。動物園はすでに製薬会社と有利な契約を結んでいたため、尿酸源として鶏を使わざるを得なかった。しかし、合成は失敗し、「アロキサンとその響きのある名前は、響きのある名前のままだった」^[7]。

合成

もともとは尿酸を硝酸で酸化して得られたものです。現在はバルビツール酸を三酸化クロムで酸化して製造されています。^[8]

二量体誘導体アロキサンチンは、アロキサンを硫化水素で部分還元することによって調製することができる。^[2]

生物学的影響

アロキサンは有毒なブドウ糖類似体で、げっ歯類や他の多くの動物種に投与されると、膵臓のインスリン産生細胞（つまり、ベータ細胞）を選択的に破壊します。これにより、これらの動物では、ヒトの1型糖尿病に似た特徴を持つインスリン依存性糖尿病（「アロキサン糖尿病」と呼ばれる）を引き起こします。アロキサンは、 GLUT2グルコーストランスポーターを介した取り込みによってベータ細胞に優先的に蓄積するため、インスリン産生膵臓ベータ細胞に対して選択的に毒性があります。アロキサンは、細胞内チオールの存在下で、還元生成物であるジアルリン酸との循環反応で活性酸素種（ROS）を生成します。アロキサンのベータ細胞毒性作用は、この酸化還元反応で形成されるフリーラジカルによって開始されます。研究では、アロキサンはヒトに糖尿病を引き起こさないことが示唆されています。^[9]他の研究では、1型糖尿病の子供とそうでない子供のアロキサン血漿レベルに有意な差があることがわかっています。 ^[10]

ベータ細胞への影響

アロキサンは膵臓にあるインスリン産生β細胞を選択的に殺すため、実験動物に糖尿病を誘発するために使用される。 ^[11]^{[12]これは、}グルコースとの構造類似性およびβ細胞の非常に効率的な取り込み機構（GLUT2）による化合物の選択的取り込みが原因である可能性が高い。さらに、アロキサンはSH含有細胞化合物に対する親和性が高く、その結果、グルタチオン含有量を減少させる。さらに、アロキサンはグルコースによって誘導されるインスリン分泌に不可欠なSH含有タンパク質であるグルコキナーゼを阻害する。^[13]

ほとんどの研究で、アロキサンは高用量であってもヒトのβ細胞に対して毒性がないことが示されていますが、これはおそらくヒトとげっ歯類のグルコース取り込みメカニズムが異なるためです。^[14]^[15]

しかし、アロキサンは高用量では肝臓と腎臓に有毒です。

参照

ストレプトゾトシン

参考文献

^ Merck Index、第11版、281。
^ ab Tipson, RS (1953). 「アロキサンチン二水和物」.有機合成. 33 : 3;全集第4巻25ページ。
^ ルイジ・ヴァレンティーノ・ブルニャテッリ;ルイージ・ガスパリ・ブルニャテッリ、ルイージ・ヴィンチェンツォ・ブルニャテッリとも呼ばれる。
^
参照:
- Gaspare Brugnatelli (1818) 「Sopra i cangiamenti che avvengono nell' ossiurico (ac. urico) trattato coll' ossisettonoso (ac. nitroso)」（硝酸（硝酸）で処理された尿酸（尿酸）に起こる変化について） )、ジョルナーレディフィジカ、チミカ、ストーリアナチュラーレ、メディチーナ、 Arti編、第2シリーズ、1 ：117-129。ブルニャテッリはそれをオシエリトリコ（エリスリン酸）と呼んだ [p. 117]。
- (Gaspard Brugnatelli) (1818) 「Sur unacide nouveau obtenu en traitant l'acide urique par Acid nitrique」（尿酸を硝酸で処理することによって得られる新しい酸について）、Annales de Chimie et de Physique、第 2 シリーズ、8 : 201-204。
^ F. Wöhler und J. Liebig (1838) 「Untersuchungen über die Natur der Harnsäure」 (尿酸の性質の研究)、Annalen der Chemie und Pharmacy、26 : 241-340。アロキサンの名前は p. 252 とその調製と特性については、256 ページ以降に記載されています。
^ Dunn, JS; Sheehan, HL; McLetchie, NGB (1943). 「実験的に作製したランゲルハンス島の壊死」Lancet . 241 (6242): 484–487. doi :10.1016/S0140-6736(00)42072-6.
^ プリモ・レーヴィ『周期表』（ニューヨーク：ショッケン、1984年）、レイモンド・ローゼンタール訳、183ページ。
^ ホルムグレン、AV;ウェナー、W. (1952)。「アロキサン一水和物」。有機合成。32：6;全集第4巻23ページ。
^ Lenzen, S. (2008). 「アロキサンおよびストレプトゾトシン誘発性糖尿病のメカニズム」Diabetologia . 51 (2): 216–226. doi : 10.1007/s00125-007-0886-7 . PMID 18087688.
^ ムロジキエヴィチ、A.;キェルストロクチェフスカ＝ムロジキエヴィチ、D.ロストロコヴィツキ、Z.チマラ、E.コルゼニウスカ、K.ムロジキエヴィチ首相 (1994)。「インスリン依存性糖尿病の小児におけるアロキサンの血中濃度」。アクタ糖尿病。31 (4): 236–237。土井：10.1007/bf00571958。PMID 7888696。S2CID 12726659 。
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外部リンク

McLetchie , NG (2002). 「アロキサン糖尿病、マイナーではあるが発見」(PDF)。エディンバラ王立内科医会誌。32 (2): 134–142。PMID 12434795。
ムレキシド染料の歴史と化学 2013-05-05 にWayback Machineでアーカイブ

[1] Merck Index、第11版、281。

[OS-2] Tipson, RS (1953). 「アロキサンチン二水和物」.有機合成. 33 : 3;全集第4巻25ページ。

[3] ルイジ・ヴァレンティーノ・ブルニャテッリ;ルイージ・ガスパリ・ブルニャテッリ、ルイージ・ヴィンチェンツォ・ブルニャテッリとも呼ばれる。

[4] 参照:
Gaspare Brugnatelli (1818) 「Sopra i cangiamenti che avvengono nell' ossiurico (ac. urico) trattato coll' ossisettonoso (ac. nitroso)」（硝酸（硝酸）で処理された尿酸（尿酸）に起こる変化について） )、ジョルナーレディフィジカ、チミカ、ストーリアナチュラーレ、メディチーナ、 Arti編、第2シリーズ、1 ：117-129。ブルニャテッリはそれをオシエリトリコ（エリスリン酸）と呼んだ [p. 117]。

(Gaspard Brugnatelli) (1818) 「Sur unacide nouveau obtenu en traitant l'acide urique par Acid nitrique」（尿酸を硝酸で処理することによって得られる新しい酸について）、Annales de Chimie et de Physique、第 2 シリーズ、8 : 201-204。

[5] Gaspare Brugnatelli (1818) 「Sopra i cangiamenti che avvengono nell' ossiurico (ac. urico) trattato coll' ossisettonoso (ac. nitroso)」（硝酸（硝酸）で処理された尿酸（尿酸）に起こる変化について） )、ジョルナーレディフィジカ、チミカ、ストーリアナチュラーレ、メディチーナ、 Arti編、第2シリーズ、1 ：117-129。ブルニャテッリはそれをオシエリトリコ（エリスリン酸）と呼んだ [p. 117]。

[6] (Gaspard Brugnatelli) (1818) 「Sur unacide nouveau obtenu en traitant l'acide urique par Acid nitrique」（尿酸を硝酸で処理することによって得られる新しい酸について）、Annales de Chimie et de Physique、第 2 シリーズ、8 : 201-204。

[5] F. Wöhler und J. Liebig (1838) 「Untersuchungen über die Natur der Harnsäure」 (尿酸の性質の研究)、Annalen der Chemie und Pharmacy、26 : 241-340。アロキサンの名前は p. 252 とその調製と特性については、256 ページ以降に記載されています。

[6] Dunn, JS; Sheehan, HL; McLetchie, NGB (1943). 「実験的に作製したランゲルハンス島の壊死」Lancet . 241 (6242): 484–487. doi :10.1016/S0140-6736(00)42072-6.

[7] プリモ・レーヴィ『周期表』（ニューヨーク：ショッケン、1984年）、レイモンド・ローゼンタール訳、183ページ。

[8] ホルムグレン、AV;ウェナー、W. (1952)。「アロキサン一水和物」。有機合成。32：6;全集第4巻23ページ。

[literature1-9] Lenzen, S. (2008). 「アロキサンおよびストレプトゾトシン誘発性糖尿病のメカニズム」Diabetologia . 51 (2): 216–226. doi : 10.1007/s00125-007-0886-7 . PMID 18087688.

[literature2-10] ムロジキエヴィチ、A.;キェルストロクチェフスカ＝ムロジキエヴィチ、D.ロストロコヴィツキ、Z.チマラ、E.コルゼニウスカ、K.ムロジキエヴィチ首相 (1994)。「インスリン依存性糖尿病の小児におけるアロキサンの血中濃度」。アクタ糖尿病。31 (4): 236–237。土井：10.1007/bf00571958。PMID 7888696。S2CID 12726659 。

[11] Danilova IG; Sarapultsev PA; Medvedeva SU; Gette IF; Bulavintceva TS; Sarapultsev AP (2014). 「実験的糖尿病の初期段階における心筋の形態学的再構築」。Anat. Rec . 298 (2): 396–407. doi :10.1002/ar.23052. hdl : 10995/73117 . PMID 25251897. S2CID 205412167.

[12] Alfredo Rigalli、Loreto、Veronica Di 編 (2009-05-12)。実験用ラットの実験的外科モデル。ボカラトン: CRC プレス。doi : 10.1201/ 9781420093278。ISBN 978-0-429-14721-0。

[13] Szkudelski T (2001). 「ラット膵臓のB細胞におけるアロキサンとストレプトゾトシンの作用機序」Physiol Res . 50 (6): 536–546. PMID 11829314.

[14] Tyrberg, B.; Andersson, A.; Borg, LA (2001). 「移植および培養された膵島のβ細胞毒素アロキサンに対する感受性の種差」一般および比較内分泌学. 122 (3): 238–251. doi :10.1006/gcen.2001.7638. PMID 11356036.

[15] Eizirik, DL; Pipeleers, DG; Ling, Z.; Welsh, N.; Hellerström, C.; Andersson, A. (1994). 「膵β細胞障害に対する感受性におけるヒトとげっ歯類の主な種間差異」。米国科学アカデミー紀要。91 (20): 9253–9256。Bibcode : 1994PNAS ... 91.9253E。doi : 10.1073 / pnas.91.20.9253。PMC 44790。PMID 7937750。