Введение

Химическое соединение DISPLAYTITLE:L DOPA DOPA имеет аналог с противоположной хиральностью, L-DOPA. Как и для многих молекул, человеческий организм производит только один из этих изомеров (L-DOPA форма). Энантиомерную чистоту DOPA можно проанализировать путем определения оптического вращения или с помощью хиральной тонкослойной хроматографии.

Биологическая роль

Дофа образуется из аминокислоты тирозина ферментом тирозингидроксилазой. Дофа может выступать в качестве миметика тирозина и включаться в белки клеток млекопитающих вместо L-тирозина, генерируя протеазоустойчивые и склонные к агрегации белки in vitro и потенциально способствуя нейротоксичности при хроническом применении дофа. Он также является предшественником моноаминов или катехоламинов – нейротрансмиттеров дофамина, норэпинефрина (норадреналина) и эпинефрина (адреналина). Дофамин формируется в результате декарбоксилирования дофа ароматической аминокислотной декарбоксилазой (AADC). Дофа может непосредственно метаболизироваться катехол-O-метилтрансферазой в 3-O-метилдофу, а затем в ваниллилацетат. Этот метаболический путь отсутствует в здоровом организме, но приобретает значение после периферического введения дофа пациентам с болезнью Паркинсона или в редких случаях пациентам с дефицитом фермента AADC. Фенилаланин, тирозин и дофа являются предшественниками биологического пигмента меланина. Фермент тирозиназа катализирует окисление дофа до реактивного промежуточного продукта допахинона, который далее реагирует, в конечном итоге приводя к олигомерам меланина. Кроме того, тирозиназа может преобразовывать тирозин непосредственно в дофа в присутствии восстановителя, такого как аскорбиновая кислота.

Морская адгезия

Дофа является ключевым соединением в формировании морских адгезивных белков, таких как те, что содержатся в мидиях. Считается, что он отвечает за водостойкость и способность к быстрому отверждению этих белков. Дофа также может использоваться для предотвращения обрастания поверхностей путем ковалентной связи антиобрастающих полимеров с восприимчивым субстратом. Разнообразная химия L-Дофа может быть использована в нанотехнологиях. Например, было обнаружено, что самособирающиеся пептиды, содержащие Дофа, формируют функциональные наноструктуры, адгезивы и гели.

История

В работе, которая принесла ему Нобелевскую премию в 2000 году, шведский ученый Арвид Карлссон впервые показал в 1950-х годах, что введение DOPA животным с симптомами паркинсонизма, вызванными лекарственными препаратами (резерпином), приводило к снижению интенсивности этих симптомов. В 1960/61 годах Олег Хорникевич, обнаружив значительно сниженный уровень дофамина в мозгaх пациентов с болезнью Паркинсона, исследованных посмертно, опубликовал вместе с неврологом Вальтером Биркмайером данные о выраженном терапевтическом антипаркинсоновом эффекте внутривенного введения DOPA пациентам. Позднее это лечение было расширено Джорджем Котзиасом и его коллегами на случаи отравления марганцем и паркинсонизма, при этом они использовали значительно более высокие пероральные дозы, за что были удостоены премии Ласкера в 1969 году. Невролог Оливер Сакс описывает применение этого лечения у пациентов с летаргическим энцефалитом в своей книге 1973 года «Пробуждения», которая послужила основой для одноименного фильма 1990 года. Первое исследование, сообщившее об улучшении состояния пациентов с болезнью Паркинсона в результате лечения L-допой, было опубликовано в 1968 году. Нобелевская премия по химии 2001 года также была связана с DOPA: Нобелевский комитет присудил четверть премии Уильяму С. Ноулзу за его работу над хирально катализируемыми реакциями гидрирования, наиболее известным примером которых стал синтез DOPA.

Возрастная дегенерация желтого пятна

В 2015 году ретроспективный анализ, сравнивающий частоту возникновения возрастной макулярной дегенерации (ВМД) у пациентов, принимающих дофа-метилциклопид, и тех, кто его не принимал, показал, что препарат отодвигает начало ВМД примерно на 8 лет. Авторы отмечают, что значимые эффекты наблюдались как при сухой, так и при влажной формах ВМД.

Роль в растениях и окружающей среде

В растениях L-DOPA выполняет функцию аллелохимического вещества, подавляющего рост определенных видов, и производится и выделяется некоторыми видами бобовых, такими как широкая фасоль Vicia faba и бархатная фасоль Mucuna pruriens. Его эффективность сильно зависит от pH и реакционной способности железа в почве.