L-Carboranylalanine (LCba) là dẫn xuất axit amin borane đa diện đầu tiên được tổng hợp vào năm 1976 cùng với sự phát triển của Liệu pháp bắt giữ neutron Boron (BNCT). Mục đích thiết kế của nó là mô phỏng cấu trúc của axit amin phenylalanine thiết yếu trong cơ thể con người (Như thể hiện trong hình bên dưới). Bằng cách thay thế vòng benzen bằng lồng boron-cacbon, nó có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất sinh học dưới dạng chất tương tự phenylalanine. Đồng thời, sự ra đời của cacbon-boron cũng mang lại cho phân tử những đặc tính độc đáo như tính thơm ba-chiều, tính kỵ nước, tính trơ hóa học và hàm lượng boron cao. Điều này làm cho nó không chỉ là một loại thuốc boron ứng cử viên trực tiếp cho BNCT mà còn là một công cụ phân tử để cải thiện hoạt động của thuốc.
Trong các nghiên cứu trước đây, L-Carboranylalanine đã chứng minh tính an toàn tuyệt vời. Các thí nghiệm trên động vật cho thấy rằng khi tiêm vào màng bụng với liều 25mg mỗi con chuột (hoặc 85mg/kg), không thấy tác dụng độc hại nào trong vòng ba tuần (J. Labeled Compd. Radiopharm. 1977, 14, 487). Trong các thí nghiệm với tế bào u ác tính ở chuột, khả năng liên kết nội bào của L{10}}carbonborane{11}}alanine vượt trội hơn so với thuốc boron BPA thường được sử dụng trên lâm sàng. Sau khi chiếu xạ neutron, tỷ lệ sống sót của tế bào giảm đáng kể (Acta. Oncologica. 1994, 33, 685).
Điều thú vị là L-Carboranylalanine, sau khi được chloroacetyl hóa và biến đổi, đã được biến đổi thành công thành yếu tố khởi đầu dịch mã (Như minh họa trong hình bên dưới), tích hợp thành công L-Carboranylalanine vào peptide vòng lớn. Peptide macrocycl này có ái lực và tính đặc hiệu cao đối với thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì ở người và có thể tham gia trực tiếp vào liên kết với vị trí kỵ nước của thụ thể và chức năng của nó không thể được thay thế bằng phenylalanine; đồng thời, việc đưa vào L-Carboranylalanine giúp tăng cường tính ổn định của peptide. Peptide macrocycle được dán nhãn fluorescein cũng có thể được sử dụng để chụp ảnh huỳnh quang (J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19193) và là một hợp chất ứng cử viên có triển vọng cao cho thuốc boron BNCT.
Nó không chỉ là loại thuốc dựa trên boron mà còn là "người trợ giúp kỳ diệu" trong quá trình phát triển thuốc. Bằng cách sử dụng L-Carboranylalanine làm đơn vị axit amin để thay thế phenylalanine trong chuỗi peptide của chất tương tự chất ức chế trypsin tuyến tụy (Như thể hiện trong hình bên dưới), nó có thể liên kết hiệu quả với vị trí nhận biết kỵ nước của phenylalanine của enzyme và có tác dụng ức chế tốt đối với trypsin, với tác dụng tốt hơn chuỗi peptide phenylalanine (Helv. Chim. Acta. 1977, 60, 959). Hơn nữa, sau khi thay thế phenylalanine ở vị trí thứ 4 của [Leu5]-enkephalin với L-Carboranylalanine (Như minh họa trong hình bên dưới), [Ô tô4, Lê5]-enkephalin có ái lực liên kết với thụ thể opioid tăng gấp 3 lần và có thể so sánh với loại mạnh nhất tự nhiên [Met5]-enkephalin (FEBS Lett. 1977, 82, 325).
Nghiên cứu trên chỉ ra rằng L-Carboranylalanine có giá trị khoa học độc đáo và triển vọng ứng dụng rộng rãi. Với sự đột phá trong quá trình bào chế, L-Carboranylalanine và các dẫn xuất của nó đã được thương mại hóa tại công ty chúng tôi. Chúng tôi tin rằng trong tương lai, alanine-chirus carborane và các dẫn xuất của nó sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc thiết kế các phân tử thuốc chính xác.