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L-DOPA

La l -DOPA , también conocida como l -3,4-dihidroxifenilalanina y utilizada médicamente como levodopa , se produce y se utiliza como parte de la biología normal de algunas plantas [2] y animales, incluidos los humanos. Los humanos, así como una parte de los otros animales que utilizan l -DOPA, la producen mediante la biosíntesis del aminoácido l -tirosina .

La l -DOPA es el precursor de los neurotransmisores dopamina , noradrenalina y epinefrina , que se conocen colectivamente como catecolaminas . Además, la propia l -DOPA media la liberación de factores neurotróficos por parte del cerebro y el SNC. [3] [4] En algunas familias de plantas (del orden Caryophyllales ), la l -DOPA es el precursor central de una vía biosintética que produce una clase de pigmentos llamados betalaínas . [5]

La l -DOPA se puede fabricar y en su forma pura se vende como medicamento con DCI.Tooltip Nombre común internacional levodopa . Los nombres comerciales incluyen Sinemet, Pharmacopa, Atamet y Stalevo. Como fármaco, se utiliza en el tratamiento clínico de la enfermedad de Parkinson y la distonía sensible a la dopamina .

La l -DOPA tiene una contraparte con quiralidad opuesta , la d -DOPA . Como sucede con muchas moléculas, el cuerpo humano produce solo uno de estos isómeros (la forma l -DOPA). La pureza enantiomérica de la l -DOPA puede analizarse mediante la determinación de la rotación óptica o mediante cromatografía de capa fina quiral . [6]

Papel biológico

La l -DOPA se produce a partir del aminoácido l - tirosina por la enzima tirosina hidroxilasa . La l -DOPA puede actuar como un mimético de la l -tirosina y ser incorporada a las proteínas por las células de mamíferos en lugar de la l -tirosina, generando proteínas resistentes a las proteasas y propensas a los agregados in vitro y puede contribuir a la neurotoxicidad con la administración crónica de l -DOPA. [10] También es el precursor de los neurotransmisores monoamina o catecolamina dopamina, norepinefrina (noradrenalina) y epinefrina (adrenalina). La dopamina se forma por la descarboxilación de la l -DOPA por la descarboxilasa de l -aminoácidos aromáticos (AADC).

La l -DOPA puede ser metabolizada directamente por la catecol -O -metiltransferasa a 3- O -metildopa y luego a ácido vainillina. Esta vía metabólica no existe en el cuerpo sano, pero se vuelve importante después de la administración periférica de l -DOPA en pacientes con enfermedad de Parkinson o en los raros casos de pacientes con deficiencia de la enzima AADC. [11]

La l -fenilalanina, la l -tirosina y la l -DOPA son precursoras del pigmento biológico melanina . La enzima tirosinasa cataliza la oxidación de la l -DOPA al intermediario reactivo dopaquinona , que reacciona posteriormente y finalmente da lugar a oligómeros de melanina . Además, la tirosinasa puede convertir la tirosina directamente en l -DOPA en presencia de un agente reductor como el ácido ascórbico . [12]

Historia

La l -dopa fue aislada por primera vez de las semillas de la Vicia faba o planta de haba en 1913 por el bioquímico suizo Markus Guggenheim. [13]

El Premio Nobel de Química de 2001 también estuvo relacionado con la l -DOPA: el Comité Nobel otorgó una cuarta parte del premio a William S. Knowles por su trabajo sobre reacciones de hidrogenación catalizadas quiralmente , cuyo ejemplo más notable se utilizó para la síntesis de l -DOPA. [14] [15] [16]

Síntesis de l -DOPA mediante hidrogenación con difosfina C2 - simétrica.

Otros organismos

Adherencia marina

La l -DOPA es un compuesto clave en la formación de proteínas adhesivas marinas, como las que se encuentran en los mejillones . [17] [18] Se cree que es responsable de la resistencia al agua y las capacidades de curado rápido de estas proteínas. La l -DOPA también se puede utilizar para evitar que las superficies se ensucien mediante la unión de polímeros antiincrustantes a un sustrato susceptible . [19] La química versátil de la l -DOPA se puede explotar en nanotecnología. [20] Por ejemplo, se descubrió que los péptidos autoensamblables que contienen DOPA forman nanoestructuras funcionales, adhesivos y geles. [21] [22] [23] [24]

Las plantas y el medio ambiente

En las plantas, la L-DOPA funciona como un aleloquímico que inhibe el crecimiento de ciertas especies, y es producida y secretada por algunas especies de leguminosas como la haba Vicia faba y el frijol terciopelo Mucuna pruriens . [25] Su efecto depende en gran medida del pH y de la reactividad del hierro en el suelo. [26]

Uso como medicamento y suplemento.

La L -DOPA se utiliza médicamente bajo el nombre de levodopa en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y otras afecciones médicas. Por lo general, se utiliza en combinación con un inhibidor de la L -aminoácido aromático descarboxilasa (AAAD) periféricamente selectivo, como carbidopa o benserazida . Estos agentes aumentan la potencia y la duración de la levodopa. Las formulaciones combinadas incluyen levodopa/carbidopa y levodopa/benserazida , así como levodopa/carbidopa/entacapona .

La L -DOPA se encuentra en altas cantidades en Mucuna pruriens (frijol terciopelo) y está disponible y se utiliza sin receta como suplemento .

Referencias

  1. ^ Howard ST, Hursthouse MB, Lehmann CW, Poyner EA (1995). "Determinación experimental y teórica de las propiedades electrónicas de Ldopa". Acta Crystallogr. B . 51 (3): 328–337. Código Bibliográfico :1995AcCrB..51..328H. doi :10.1107/S0108768194011407. S2CID  96802274.
  2. ^ Cohen PA, Avula B, Katragunta K, Khan I (octubre de 2022). "Contenido de levodopa en los suplementos de Mucuna pruriens en la base de datos de etiquetas de suplementos dietéticos del NIH". JAMA Neurology . 79 (10): 1085–1086. doi :10.1001/jamaneurol.2022.2184. PMC 9361182 . PMID  35939305. 
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