La maleimida es un compuesto químico con la fórmula H 2 C 2 (CO) 2 NH (ver diagrama). Esta imida insaturada es un componente importante en la síntesis orgánica . El nombre es una contracción de ácido maleico e imida , el grupo funcional -C(O)NHC(O)- . Las maleimidas también describen una clase de derivados de la maleimida original donde el grupo NH se reemplaza con grupos alquilo o arilo como metilo o fenilo , respectivamente. El sustituyente también puede ser una molécula pequeña (como biotina , un tinte fluorescente, un oligosacárido o un ácido nucleico ), un grupo reactivo o un polímero sintético como polietilenglicol . [1] La hemoglobina humana modificada químicamente con maleimida-polietilenglicol es un sustituto de la sangre llamado MP4.
La maleimida y sus derivados se preparan a partir de anhídrido maleico mediante tratamiento con aminas seguido de deshidratación. [2] Una característica especial de la reactividad de las maleimidas es su susceptibilidad a adiciones a través del doble enlace, ya sea mediante adiciones de Michael o mediante reacciones de Diels-Alder . Las bismaleimidas son una clase de compuestos con dos grupos maleimida conectados por átomos de nitrógeno a través de un conector y se utilizan como reactivos de reticulación en la química de polímeros termoestables . Los compuestos que contienen un grupo maleimida unido a otro grupo reactivo, como un éster de N-hidroxisuccinimida activado , se denominan reactivos heterobifuncionales de maleimida (por ejemplo, ver reactivo SMCC ). [1]
Sólo un puñado de maleimidas naturales, ejemplificadas por la showdomicina citotóxica de Streptomyces showdoensis , [3] y la pencólida de Pe. multicolor [3] – se han reportado. La farinomaleína se aisló por primera vez en 2009 del hongo entomopatógeno Isaria farinosa ( Paecilomyces farinosus ), fuente H599 (Japón). [4]
Las metodologías mediadas por maleimida se encuentran entre las más utilizadas en bioconjugación . [5] [6] Debido a velocidades de reacción excepcionalmente rápidas y una selectividad significativamente alta hacia los residuos de cisteína en las proteínas , se utiliza una gran variedad de reactivos heterobifuncionales de maleimida para la preparación de terapias dirigidas, conjuntos para estudiar proteínas en su contexto biológico, basados en proteínas. microarrays o inmovilización de proteínas. [7] Por ejemplo, las prometedoras terapias farmacológicas dirigidas emergentes, los conjugados anticuerpo-fármaco , están constituidas por tres componentes principales: un anticuerpo monoclonal , un fármaco citotóxico y una molécula conectora que a menudo contiene un grupo maleimida, que se une al fármaco y al anticuerpo. [8]
Las maleimidas unidas a cadenas de polietilenglicol se utilizan a menudo como moléculas de enlace flexibles para unir proteínas a superficies. El doble enlace reacciona fácilmente con el grupo tiol que se encuentra en la cisteína para formar un enlace carbono-azufre estable. Unir el otro extremo de la cadena de polietileno a una perla o soporte sólido permite una fácil separación de la proteína de otras moléculas en solución, siempre que estas moléculas no posean también grupos tiol.
Los polímeros y liposomas funcionalizados con maleimida exhiben una mayor capacidad para adherirse a las superficies mucosas ( mucoadhesión ) debido a las reacciones con mucinas que contienen tiol. [9] [10] [11] Esto podría ser aplicable en el diseño de formas de dosificación para la administración transmucosa de fármacos.
Los polímeros a base de mono y bismaleimida se utilizan para aplicaciones de alta temperatura de hasta 250 °C (480 °F). [12] Las maleimidas unidas a cadenas de caucho se utilizan a menudo como moléculas de enlace flexibles para reforzar el caucho en los neumáticos . El doble enlace reacciona fácilmente con todos los grupos hidroxi , amina o tiol que se encuentran en la matriz para formar un enlace estable carbono-oxígeno, carbono-nitrógeno o carbono-azufre, respectivamente. Estos polímeros se utilizan en la industria aeroespacial para aplicaciones de compuestos a alta temperatura. El F-22 de Lockheed Martin utiliza ampliamente compuestos termoestables, con bismaleimida y epoxi endurecido que comprenden hasta el 17,5% y el 6,6% de la estructura en peso, respectivamente. [13] Se informa que el F-35B de Lockheed Martin (una versión STOVL de este caza estadounidense) está compuesto de materiales de bismaleimida, además del uso de compuestos avanzados de matriz polimérica termoestable de fibra de carbono . [14]