N-Carbamyl-L-glutamic Acid:生物研究与应用的产品概述

2024-09-24

引言

N-Carbamyl-L-glutamic acid(简称NCG),化学名为(S)-2-Ureidopentanedioic acid,是一种在生物医药领域具有广泛研究和应用潜力的化合物。它作为N-乙酰谷氨酸(NAG)的功能类似物和氨甲酰磷酸合成酶1(CPS1)的活化剂,被广泛用于治疗与N-乙酰谷氨酸合成酶(NAGS)缺陷相关的急性和慢性高氨血症。此外,NCG还在动物饲料添加剂、抗氧化及抑菌活性等方面表现出显著的效果。

化学特性与结构

NCG的CAS号为1188-38-1,分子式为C6H10N2O5,分子量为190.15。其英文名称包括(S)-2-Ureidopentanedioic acid、N-CARBAMYL-L-GLUTAMIC ACID、Carglumic Acid等,中文别名有N-氨基甲酰-L-谷氨酸、氨甲酰谷氨酸等。NCG为白色粉状固体,熔点约为170℃,但热稳定性不佳。

生物活性与应用

治疗高氨血症

NCG作为NAG的功能类似物,能够活化氨甲酰磷酸合成酶1(CPS1),在尿素循环中起到关键作用。这一特性使得NCG成为治疗由NAGS缺陷引起的急性和慢性高氨血症的有效药物。通过调节CPS1的活性,NCG能够减少血液中氨的浓度,防止氨进入大脑导致神经问题、昏迷、脑水肿甚至死亡。

饲料添加剂

在动物饲料添加剂领域,NCG同样表现出色。研究表明,断奶应激是养猪业中的一大难题,而精氨酸在仔猪应激状态下的作用尤为重要。NCG能够代替NAG成为CPS-Ⅰ的变构催化剂,促进脯氨酸和谷氨酰胺向瓜氨酸和精氨酸的转化,从而增加精氨酸的内源合成,维持体内精氨酸环境的平衡稳定。实验结果显示,在日粮中添加适量的NCG(如0.08%),可以显著提高断奶仔猪的生长性能,降低腹泻率和腹泻指数,有效缓解断奶应激。

抗氧化与抑菌活性

NCG及其锌盐还表现出一定的抗氧化和抑菌活性。研究表明,NCG及其锌盐对超氧阴离子自由基和羟基自由基的清除能力较强,而对DPPH的清除力相对较弱。此外,NCG-Zn的抑菌效果优于NCG,特别是对大肠杆菌的抑制效果显著。这些特性使得NCG在食品保鲜、医药及农业等领域具有潜在的应用价值。

合成方法

NCG的合成方法多样,但现有的合成方法大多耗时较长,不适合工业生产。研究表明,以味精和尿素为原料,采用微波加热法合成NCG,具有反应时间短、得率高的优点。通过优化工艺条件,如调整原料配比、溶剂用量和微波功率等,可以进一步提高NCG的得率和纯度。

展望

随着对NCG研究的不断深入,其生物活性和应用前景将更加广阔。未来,NCG有望在生物医药、动物饲料添加剂、抗氧化及抑菌等领域发挥更大的作用。同时,开发高效、环保的合成方法,提高NCG的生产效率和纯度,也是未来研究的重要方向。

结论

N-Carbamyl-L-glutamic acid作为一种具有多种生物活性的化合物,在生物医药和动物饲料添加剂等领域展现出巨大的应用潜力。通过进一步的研究和开发,NCG有望为相关领域的发展提供新的解决方案,为人类健康和动物福利做出更大贡献。

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