引言：
L-环己基丙氨酸作为一种重要的氨基酸衍生物，具有多种广泛的应用。在生物化学和药物领域，它被广泛应用于生物实验室中的研究和开发过程中，特别是在蛋白质工程和药物设计中。本文将探讨L-环己基丙氨酸在不同领域的具体应用及其重要性。
简述：
L-环己基丙氨酸，英文名称：L-Cyclohexylalanine，CAS：27527-05-5，分子式：C9H17NO2，外观与性状：白色至淡黄色晶体粉末，密度：1.075g/cm3，熔点：322℃，闪点：139.6℃，折射率：1.489。L-环己基丙氨酸，作为氨基酸的衍生物，在实验室研究和化工生产中具有重要应用。其主要在生化研究领域用于生物实验室的开发过程。L-环己基丙氨酸的结构如下：
应用举例：
（1）高亲和力促胰液素受体拮抗剂
促胰液素受体是一种原型 B 类 GPCR，具有实质性和广泛的药理学重要性。天然 27 个残基配体的氨基末端截断降低了生物活性，但也显着降低了结合亲和力。通过螺旋结构的内酰胺稳定性和用天然和非天然氨基酸替换残基，理性地和实验性地克服了这一点。这项工作的一个关键新步骤是用 L-环己基丙氨酸 (Cha) 替换肽残基 Leu22，以增强与受体残基 Leu31、Val34、和 Phe92 从分子模型预测。这些残基的丙氨酸置换诱变显着影响配体结合和生物活性。最佳拮抗剂配体 (Y10,c[E16,K20],I17,Cha22,R25)sec(6-27) 具有高结合亲和力 (4 nM)，与天然促胰液素相似，并且没有明显的生物活性刺激cAMP 积累、细胞内钙动员或 β-arrestin-2 易位。它作为一种正构竞争性拮抗剂，预计在受体胞外域的肽结合沟内结合。延长一个残基并保留 Thr5 的类似肽表现出部分激动剂活性，而即使是单个残基 (Phe6) 的进一步截断也会降低结合亲和力。
（2）apelin 受体激活剂
高血压和随之而来的心血管疾病是全球死亡的主要原因之一。apelinergic (APJ) 系统已成为治疗心血管问题的有希望的目标，特别是预防心脏病发作或中风后的缺血再灌注 (IR) 损伤。然而，内源性apelin肽在体内的快速降解限制了它们作为治疗剂的用途。Kleinberg X Fernandez等人研究了简单的同源物取代的影响，即非规范氨基酸L-环己基丙氨酸 ( L -Cha) 和L-高精氨酸 ( L-hArg)，关于 pyr-1-apelin-13 和 apelin-17 类似物的蛋白水解稳定性。修饰的 13-mers 的血浆半衰期比天然 apelin-13 长 40 倍，初步体内试验显示出适度的降血压作用。与天然 apelin-17 同种型相比，相应的 apelin-17 类似物显示出明显的降血压作用，血浆半衰期增加高达 340 倍，表明它们在设计代谢稳定的 apelin 类似物以预防 IR 中的潜在用途受伤。
（3）有利于头孢他辛的生物合成
Yong-Cheng Li 等人研究了L-丙氨酸及其衍生物对曼头孢霉悬浮培养物中头孢他辛产生的影响。在培养的第15天，将1-丙氨酸，1-环己基丙氨酸和d-丙氨酸分别添加至曼氏梭菌细胞的悬浮培养物中。用l-环己基丙氨酸处理的培养物在所有处理的培养物中均显示出最高的头孢他辛产量。用最佳浓度的l-丙氨酸，l-环己基丙氨酸和d-丙氨酸处理的头孢他辛的产量分别达到5.21 mg L-1、7.03 mg L-1和4.85 mg L-1，分别为1.8、2.5是对照培养物（2.85 mg L-1）的1.7倍。为了更好地了解它们对头孢他辛产生的作用机理，分析了代谢途径中的一些关键酶和中间代谢物。发现在所有处理细胞中丙酮酸激酶（PK）的活性均被抑制并且细胞中丙酮酸的含量同时降低。与对照相比，在用1-环己基丙氨酸处理的细胞中，PK的活性降低了44％，丙酮酸的含量降低了31％。相反，在向培养物中加入1-丙氨酸及其衍生物后，戊糖磷酸途径的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性增加。根据实验结果，可以推断出用丙氨酸及其衍生物增强HMP的通量有利于头孢他辛的生物合成。与对照相比，在用1-环己基丙氨酸处理的细胞中，PK的活性降低了44％，丙酮酸的含量降低了31％。相反，在向培养物中加入1-丙氨酸及其衍生物后，戊糖磷酸途径的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性增加。根据实验结果，可以推断出，用丙氨酸及其衍生物增强HMP的通量有利于头孢他辛的生物合成。与对照相比，在用1-环己基丙氨酸处理的细胞中，PK的活性降低了44％，丙酮酸的含量降低了31％。相反，在向培养物中加入1-丙氨酸及其衍生物后，戊糖磷酸途径的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性增加。根据实验结果，可以推断出，用丙氨酸及其衍生物增强HMP的通量有利于头孢他辛的生物合成。
参考：
[1]Li Y C, Jiang X X. Improving of cephalotaxine production in Cephalotaxus mannii suspension cultures by alanine and its derivatives[J]. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 2019, 136: 101-108.
[2]Fernandez K X, Fischer C, Vu J, et al. Metabolically stable apelin-analogues, incorporating cyclohexylalanine and homoarginine, as potent apelin receptor activators[J]. RSC Medicinal Chemistry, 2021, 12(8): 1402-1413.
[3]Dong M, Harikumar K G, Raval S R, et al. Rational development of a high-affinity secretin receptor antagonist[J]. Biochemical pharmacology, 2020, 177: 113929.
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