L-Carboranilalanina (LCba) va ser el primer derivat polièdric d'aminoàcid borà sintetitzat el 1976 juntament amb el desenvolupament de la teràpia de captura de neutrons de bor (BNCT). El seu propòsit de disseny era imitar l'estructura de l'aminoàcid essencial fenilalanina al cos humà (com es mostra a la figura següent). En substituir l'anell de benzè per una gàbia de carboni-bor, podria participar en el procés metabòlic biològic com a anàleg de la fenilalanina. Al mateix temps, la introducció de carboni-bor també va dotar la molècula de propietats úniques com ara aromaticitat tridimensional, hidrofobicitat, inercia química i alt contingut de bor. Això el va convertir no només en un fàrmac de bor candidat directe per a BNCT, sinó també en una eina molecular per millorar l'activitat del fàrmac.
En estudis anteriors, la L-carboranilalanina va demostrar una seguretat excel·lent. Els experiments amb animals van demostrar que quan s'injectava per via intraperitoneal a una dosi de 25 mg per ratolí (o 85 mg/kg), no es van observar efectes tòxics en tres setmanes (J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). En experiments amb cèl·lules de melanoma de ratolí, la capacitat d'unió intracel·lular de la L-carbonborane-alanina va ser superior a la del fàrmac clínic de bor BPA utilitzat habitualment. Després de la irradiació de neutrons, la taxa de supervivència cel·lular va disminuir significativament (Acta. Oncologia. 1994, 33, 685).
El que és emocionant és que la L-carboranilalanina, després de ser cloroacetilada i modificada, es va transformar amb èxit en un factor d'iniciació de la traducció (com es mostra a la figura següent), integrant amb èxit la L{-carboranilalanina al pèptid macrocíclic. Aquest pèptid macrocíclic té una gran afinitat i especificitat pel receptor del factor de creixement epidèrmic humà i pot participar directament en la unió al lloc hidrofòbic del receptor, i la seva funció no es pot substituir per fenilalanina; al mateix temps, la introducció de L-carboranylalanina millora l'estabilitat del pèptid. El pèptid macrocíclic marcat amb fluoresceïna també es pot utilitzar per a imatges de fluorescència (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193), i és un compost candidat molt prometedor per a fàrmacs de bor BNCT.
No només és un fàrmac basat en bor-, sinó que també és un "auxiliar màgic" en el desenvolupament de fàrmacs. Mitjançant l'ús de L-carboranilalanina com a unitat d'aminoàcids per substituir la fenilalanina a la cadena peptídica de l'anàleg de l'inhibidor de la tripsina pancreàtica (tal com es mostra a la figura següent), es pot unir eficaçment al lloc de reconeixement hidrofòbic de la fenilalanina de l'enzim i té un bon efecte inhibidor sobre el pèptid afenil·lapsina chalinana millor (Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). A més, després de substituir la fenilalanina a la 4a posició de [Leu5]-encefalina amb L-carboranylalanina (tal com es mostra a la figura següent), el [Cotxe4, Leu5]-l'encefalina té un augment de 3 vegades en l'afinitat d'unió amb el receptor opioide i és comparable al més fort naturalment [Met5]-encefalina (FEBS Lett. 1977, 82, 325).
La investigació anterior indica que la L-carboranylalanina té un valor científic únic i unes perspectives d'aplicació àmplies. Amb l'avenç en el procés de preparació, la L-carboranylalanina i els seus derivats han estat disponibles comercialment a la nostra empresa. Creiem que en el futur, la carboran-alanina quiral i els seus derivats tindran un paper cada cop més important en el disseny de molècules de fàrmacs precises.