Fluralanerje postao jedan od najproučavanijih spojeva izoksazolina u modernoj parazitologiji i veterinarskoj farmakologiji. Njegova izvanredna moć protiv ektoparazita - krpelja, buha i drugih člankonožaca - proizlazi iz preciznog molekularnog mehanizma koji uključuje inhibitorne receptore neurotransmitera u živčanom sustavu člankonožaca. Razumijevanje interakcije fluralanera s GABA receptorima otvara prozor u to zašto ova molekula djeluje tako učinkovito i zašto obećava nastavak istraživanja i komercijalnog razvoja.
Fluralaner tableta
1. Opća specifikacija (na zalihama)
(1) Rješenje
(2) Tablet
(3) Injekcija
(4) Sprej
(5) Kapi
2. Prilagodba:
Pregovarat ćemo pojedinačno, OEM/ODM, bez marke, samo za znanstveno istraživanje.
Interna šifra:BM-2-079
Fluralaner CAS 864731-61-3
Glavno tržište: SAD, Australija, Brazil, Japan, Njemačka, Indonezija, UK, Novi Zeland, Kanada itd.
Kako se Fluralaner veže za GABA receptore člankonožaca?
Strukturna osnova selektivnog vezivanja
Fluralaner je spoj izoksazolina koji je poznat po svojoj snažnoj sposobnosti vezanja na ligand{0}}određene ionske kanale u beskralješnjaka. Molekula ima aromatsku skelu koja je trifluorometil-supstituirana i vrlo dobro pristaje u alosterično mjesto vezivanja u transmembranskoj domeni GABA--kloridnih kanala rakova. Ovaj džep je fizički odvojen od mjesta za prepoznavanje GABA. Ponekad se naziva mjestom vezanja TBOB (t-butilbiciklofosforotionat) ili mjestom nekompetitivnog antagonista. To znači da se fluralaner ne natječe s GABA-om za isto mjesto.
Elektrofiziološke studije na Drosophila melanogaster i Musca domestica GABA receptorima potvrdile su da fluralaner može doseći nanomolarne -raspone inhibitornih koncentracija (IC₉₀ vrijednosti često prijavljene ispod 10 nM u pripravcima člankonožaca), što je vrlo različito od toga koliko se malo veže na GABA-A receptore kod sisavaca. Molekula je selektivna jer su sekvence receptorskih podjedinica člankonožaca i kralježnjaka različite, posebno u M2 i M3 transmembranskim spiralama.
Ovo daje molekularno objašnjenje zašto je siguran za ne-ciljne vrste.
Selektivnost podjedinice receptora u člankonožaca
Fluralaner ne djeluje na isti način na sve podtipove GABA receptora. Znanstvenici su otkrili da receptori s podjedinicom RDL (Resistance to Dieldrin) imaju najjaču sposobnost vezanja. To je zato što je RDL podjedinica glavna inhibitorna podjedinica koja se nalazi u većini vrsta insekata, od crnonogog krpelja do mačje buhe. Hidrofobni transmembranski džep RDL podjedinice savršeno pristaje uz lipofilne bočne lance fluralanera, održavajući kompleks lijek-receptor stabilnim i duže blokirajući kanal.
Fluralaner i transmembransko sučelje GABA{0}}zatvorenih kanala
Arhitektura regije Kanal Pore
Kloridni kanali koje aktivira GABA dio su superobitelji receptora Cys-loop. Svaki radni receptor sastoji se od pet podjedinica grupiranih simetrično oko središnje ion-provodljive pore. Svaka podjedinica ima četiri heliksa u svojoj transmembranskoj domeni (M1–M4). M2 spirala iz svake podjedinice oblaže pore kanala. Nekompetitivno mjesto vezivanja antagonista nalazi se na mjestu susreta dviju obližnjih spirala M2 i M3, duboko unutar lipida-suočenog s transmembranskim sučeljem. Ovo je točno mjestofluralanerlijepi se za staničnu membranu.
Ova interakcija je vrlo detaljno mapirana korištenjem računalnih studija spajanja i testova pomaka radioliganda.
S očuvanim ostacima leucina i treonina u spirali M2, izoksazolinski prsten fluralanera stvara ključne hidrofobne veze. U isto vrijeme, fluorirana arilna skupina spoja zabija se u vodoodbojni-prostor formiran na mjestu gdje se M1 i M2 susreću. Dvije kontaktne točke čine stabilan kompleks visokog-afiniteta koji zaustavlja protok kloridnih iona kroz kanal.
Posljedice transmembranske blokade
Vodljivost klorida jako pada kada je transmembranska pora fizički blokirana. U zdravim neuronima člankonožaca, GABA-određeni dotok klorida glavna je stvar koja sprječava neurone da djeluju izvan kontrole.
To čini tako što membranu čini više nabijenom i hiperpolariziranom. Transmembranski kontakt je mjesto gdje se nalazi fluralaner, što potpuno eliminira ovu kočnicu. Ishod je lančana reakcija nekontrolirane depolarizacije neurona koja uzrokuje neuspjeh pokreta, napadaje i na kraju paralizu zahvaćenih člankonožaca. Objavljene snimke patch-clamp neurona Rhipicephalus microplus pokazale su da su svi kanali blokirani na razinama koje su slične terapijskim izloženostima u plazmi nakon što se lijek uzme na usta ili se primijeni lokalno.
Zašto je aktivacija GABA receptora važna za aktivnost Fluralanera?
Uloga stanja usmjeravanja kanala
Na prvi pogled možda nema smisla, ali aktiviranje GABA receptora pojačava inhibicijski učinak fluralanera. To je zato što je nekompetitivno mjesto vezivanja antagonista u transmembranskoj domeni lakše doći kada se kanal promijeni iz svog mirovanja (zatvorenog) oblika u otvoreni (desensitizirani) oblik. Kada je protein u mirovanju, hidrofobni ostaci djelomično blokiraju vezni džep, otežavajući ulazak lijekova. Endogeno otpuštanje GABA pokreće otvaranje kanala, što mijenja oblik spirale M2. To čini džep širim i znatno ubrzava brzinu vezanja fluralanera.
Ovaj učinak "blokade-otvorenog kanala" dobro je-poznat u polju farmakologije receptora Cys-petlje. To znači da fluralaner djeluje povezujući se s aktivnošću GABA u živčanom sustavu člankonožaca. Dakle, aktivne sinapse postaju najbolja mjesta za nakupljanje lijekova.
Fluralaner-ovisna inhibicija GABA receptora
Kinetičko profiliranje interakcije lijek-receptor
Inhibicija-ovisna o stanju je kada se molekula jače veže za ciljni protein kada je u određenim konformacijskim stanjima. Za fluralaner, studije koje su koristile jajašca Xenopus laevis koja proizvode rekombinantne RDL podjedinice člankonožaca pokazale su da otvorena i desenzibilizirana stanja receptora imaju mnogo veće konstante asocijacije od stanja mirovanja. Nasuprot tome, stopa odvajanja ostaje spora bez obzira na oblik kanala. To znači da molekule u prosjeku dugo ostaju u transmembranskom džepu.
Ova dinamična osobina korisna je u stvarnom životu. Jerfluralaneru osnovi zaglavi u otvorenom ili opuštenom kanalu,
ponovljeno otpuštanje GABA na neuromuskularnim spojevima člankonožaca stvara više lijeka na receptoru, čineći blokadu jačom tijekom vremena. Ovaj proces može objasniti zašto učinci lijeka traju tako dugo u laboratoriju-od tjedana do mjeseci kontrole ektoparazita nakon samo jedne doze.
Implikacije za mehanizme otpora
Razumijevanje otpora pomaže i poznavanje načina-vezivanja ovisno o stanju. Točkaste mutacije u RDL podjedinici, posebno A301S/G supstitucija u M2 spirali, pronađene su u mnogim populacijama Drosophila, komaraca i grinja. Ove mutacije otežavaju vezanje fluralanera jer kvare geometrijsku komplementarnost transmembranskog džepa.
Člankonošci koji imaju ove promjene i koji su otporni na lijekove imaju mnogo više vrijednosti IC₉₀. To je zato što su kompleksi lijek-receptor manje stabilni. Za dugoročno-upravljanje lijekovima iz-klase izoksazolina, i dalje je važno držati na oku RDL gene u ciljnim populacijama štetnika.
Od vezanja GABA receptora do disfunkcije kloridnog kanala
Poremećaj inhibitorne neurotransmisije
Otkazivanje kloridnog kanala je najbliži fiziološki događaj koji povezuje molekularno vezanje sa štetnim učincima na živa bića. U zdravim situacijama, klorid koji ulazi kroz GABA-zatvorene kanale održava membranski potencijal negativnim u neuronima rakova i završecima motornih živaca. Ionska ravnoteža se pomiče prema trajnoj depolarizaciji membrane kada blokada izazvana fluralanerom-zaustavi taj dotok. Kada su neuroni oštećeni, prelaze u stanje koje se naziva toničko aktiviranje, a to je stanje kada šalju akcijske potencijale cijelo vrijeme bez kontrole. Ovo koristi sve sinaptičke resurse i čini motorni učinak nestabilnim.
Elektromiografske snimke mišića nogu krpelja izloženih količinama izoksazolina sličnim onima pronađenim u tijelu uhvatile su ovu promjenu u stvarnom vremenu, pokazujući da su mišići prešli iz ritmičkih motoričkih naleta u trajne tetaničke kontrakcije unutar nekoliko minuta nakon izlaganja lijeku.
Vodljivost klorida i smrtnost člankonožaca
Postoji jasna veza između gubitka vodljivosti klorida i smrti člankonožaca. Istraživači koji su mjerili protok klorida kroz živce i mišiće člankonožaca otkrili su da smanjenje provodljivosti klorida GABA-za više od 70% dosljedno uzrokuje neuspjeh pokreta koji se ne može popraviti.
Standardno doziranje fluralanera rezultira koncentracijama koje blokiraju provodljivost klorida znatno iznad ove razine kod vrsta člankonožaca koje su osjetljive. Ovo je posebno važno za razvoj medicinskih intermedijera jer ovaj proces djeluje na isti način u različitim vrstama člankonožaca, kao što su tvrdi krpelji, meki krpelji, buhe i uši, iako te skupine imaju vrlo različite genome. Budući da transmembranska regija RDL podjedinice ostaje ista, fluralaner se može koristiti kao skela za mnogo različitih vrsta istraživanja i rasta parazita.
Zaključak
Dodatno,Fluralanerima jake antiparazitske učinke koji dolaze od blokiranja GABA{0}}zatvorenih kloridnih kanala rakova na više molekularnih razina. Uzrokuje lančanu reakciju neuronske hiperekscitacije koja ubija člankonošce koji su ranjivi na nanomolarnim koncentracijama tako što se veže na transmembransko sučelje receptora koji sadrže RDL-, iskorištavajući prednost pristupa-ovisne o stanju i trajno blokirajući provodljivost klorida. Siguran je jer se veže samo na određene vrste receptora člankonožaca, a ne na receptore sisavaca. Kako istraživanje kemije izoksazolina napreduje, fluralaner će se i dalje koristiti u poslovanju i kao model za dizajniranje novih antiparazitskih molekula.
FAQ
P1: Što čini fluralaner selektivnijim za GABA receptore člankonožaca u odnosu na receptore sisavaca?
+
-
Selektivnost proizlazi iz razlika u strukturi transmembranske domene GABA{0}}zatvorenih kloridnih kanala. Receptori člankonožaca koji imaju RDL podjedinicu imaju hidrofobni vezni džep s posebnim geometrijskim i elektrostatskim svojstvima zbog kojih fluralanerova trifluorometil-supstituirana skela vrlo dobro prianja na njih. Različite podjedinice GABA-A receptora sisavaca imaju različite ostatke na istim transmembranskim položajima. Zbog toga je mnogo teže za lijekove i receptore da se vežu i rade zajedno.
P2: Kako inhibicija-ovisna o stanju produljuje trajanje djelovanja fluralanera?
+
-
Otvorena i osjetljiva stanja GABA-zatvorenih kloridnih kanala mjesto su gdje se fluralaner najčešće veže. Budući da je potrebno dugo vremena da se raspadne, jednom kada se nađe unutar transmembranskog džepa, molekula ostaje tamo kroz mnoge cikluse prolaza. U sinapsama člankonožaca, opetovana GABA-posredovana otvaranja kanala nastavljaju ponovno učitavanje lijeka u mjesto vezivanja. Ovo drži kloridni kanal blokiranim dugo nakon što koncentracije lijeka u plazmi počnu padati.
P3: Mogu li mutacije u podjedinici RDL dati otpornost na fluralaner?
+
-
Promjene u točkama, poput A301S/G u spirali M2 podjedinice RDL, pokazalo se da smanjuju afinitet fluralanera za vezanje promjenom oblika transmembranskog džepa. Praćenje na terenu otkrilo je ove mutacije u brojnim vrstama insekata, koje su povezane s višim vrijednostima IC i nižom učinkovitošću u živim organizmima. Za dugotrajne -programe kontrole ektoparazita, predlaže se praćenje stope alela rezistencije i po potrebi mijenjanje klasa spojeva.
Partner s Bloomtechzom za vrhunsku nabavu Fluralanera
U Bloomtechzu imamo više od 12 godina iskustva u organskoj sintezi i proizvodni pogon od 100.000-kvadratnih-metara koji ima GMP certifikat i zadovoljava standarde US FDA, EU, Japana i Kine. Kao pouzdanfluralanerdobavljača, nudimo međuprodukte farmaceutske-klase čija je kvaliteta tri puta rigorozno provjerena: u tvornici, od strane našeg QA/QC tima i od strane treće-strane. Naša ERP{3}}upravljana logistika osigurava da su vremena čekanja točna, cijene jasne i da carinska papirologija ide glatko. Bloomtechz nudi pouzdanu opskrbu po razumnoj cijeni koja je podržana stvarnom odgovornošću, bilo da su vam potrebni mali iznosi za laboratorij ili veliki iznosi za posao.
Kontaktirajte naš tim izravno naSales@bloomtechz.comkako bismo razgovarali o vašim zahtjevima za nabavu.
Reference
1. Ozoe, Y., Asahi, M., Ozoe, F., Nakahira, K. i Mita, T. (2010.). Antiparazitski izoksazolin A1443 snažan je blokator kloridnih kanala-zatvorenih ligandom insekata. Biokemijske i biofizičke istraživačke komunikacije, 391(1), 744–749.
2. Gassel, M., Wolf, C., Noack, S., Williams, H., i Ilg, T. (2014.). Novi izoksazolinski ektoparaziticid fluralaner: selektivna inhibicija -aminomaslačne kiseline- i glutamat-kloridnih kanala i insekticidna/akaricidna aktivnost. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 45, 111–124.
3. Nakao, T., Banba, S., Nomura, M. i Hirase, K. (2013.). Meta-diamidni insekticidi koji djeluju na drugačija mjesta RDL GABA receptora u odnosu na ona konvencionalnih nekonkurentnih antagonista. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 43(4), 366–375.
4. Ihara, M., Buckingham, SD, Matsuda, K. i Sattelle, DB (2017.). Inhibitori GABA-zatvorenih kloridnih kanala: način djelovanja i otpornost. Biokemija i fiziologija pesticida, 137, 37–47.
5. Rufener, L., Danelli, V., Bertrand, D. i Sager, H. (2017.). Novi izoksazolinski ektoparaziticid lotilaner (Credelio™): ne-kompetitivni antagonist specifičan za -aminomaslačnu kiselinu-određene kloridne kanale beskralješnjaka (GABACl). Paraziti i prijenosnici, 10(1), 1–12.
6. Casida, JE i Durkin, KA (2015). Nove mete pesticida GABA receptora. Biokemija i fiziologija pesticida, 121, 22–30.