Prekursor

Prekursor tähendab keemias lähteaine rollis kasutatavat orgaanilist molekuli, millest moodustub järgneva orgaanilise sünteesi või biokeemiliste reaktsioonide käigus mingisugune huvipakkuv ühend.^[1][2] Prekursoril ja huvipakkuval lõppühendil peab seega olema äratuntav struktuurne sarnasus. Mõiste tuleneb ladinakeelsest praecursor, kus "prae-" (või "pre-") eesliide tähendab eelnevat või varasemat ning "curro" tähendab jooksmist (st otsetõlkes on prekursor see, kes jookseb ees).^[3] Rõhutamaks seda, kui vähe tuleb prekursorit muuta, sünteesimaks huvipakkuvat lõppühendit, kasutatakse erialakirjanduses ka mõistet "vahetu prekursor" (ingl k direct precursor).^[4] Näiteks võib öelda, et aminohape histidiin on signaalmolekuli histamiini vahetu prekursor, sest histidiinist saab histamiini ainult ühe ensüümkatalüüsitud reaktsiooni tulemusena.^[5]

Histamiini moodustumine prekursorist (histidiinist). Reaktsiooni katalüüsib ensüüm histidiini dekarboksülaas.

Prekursori mõiste omab seega tähendust konkreetse ühendi valmistamise või tekke kontekstis, kuid prekursoriks nimetatav ühend võib omada paljusid muid rolle ka väljaspool seda konteksti. Näiteks on bensaldehüüd looduslik ühend, mis leidub mõrumandli õlis ja kasutatakse laialdaselt nii toiduainete- kui kosmeetikatööstuses,^[6] kuid samas võib bensaldehüüd olla narkootikumi amfetamiini prekursoriks.^[7]

Ibuprofeeni süntees prekursorist para-isobutüülatsetofenoonist (vasakpoolseim ühend).

Fentsüklidiini struktuur (aine nomenklatuurne nimetus on fenüültsükloheksüülpiperidiin, inglisekeelses kirjanduses on levinum ühend PCP).

Prekursori mõistet keemilises tähenduses kasutatakse põhiliselt järgmistes valdkondades:

• Orgaaniline süntees laiemalt: näiteks on para-isobutüülatsetofenoon ravimi ibuprofeeni prekursoriks.^[8]
• Orgaanilise sünteesi alaliigina narkootikumide valmistamine: prekursorkemikaalideks^[9] (ingl k chemical precursors või drug precursors) nimetatakse rahvusvahelises seadusandluses jm regulatsioonides aineid, millest teadaolevalt sünteesitakse tuntud uimasteid.^[10] Seega on prekursorkemikaalide kättesaadavus nt teaduslaborites kasutamiseks sageli rangelt kontrollitud. Näiteks piperidiin on tuntud solvent peptiidisünteesis, kuid kuna piperidiin on ka uimasti fentsüklidiini prekursor, siis tuleb piperidiini ostmisel täita Euroopa Liidu direktiivile (EC) 273/2004 vastav deklaratsioon.^[11]
• Proteoomi kirjeldamine: täpsemalt räägitakse prekursor-valkudest, millest translatsioonijärgsete modifikatsioonide (enamasti suunatud proteolüüsi) tulemusena saadakse aktiivsed valgud. Prekursor-valkudena vaadeldakse nii preprohormoone, millest moodustuvad aktiivsed hormoonid (nt peptiidhormooni ACTH prekursoriks on proopiomelanokortiin)^[12], kui proensüüme ehk zümogeene, millest moodustuvad aktiivsed ensüümid (nt seedekulgla ensüümi pepsiini prekursoriks on pepsinogeen)^[13].

Ravimiarenduse kontekstis kasutatakse ravimite prekursorite puhul, mis muutuvad aktiivseteks ravimiteks organismis toimuvate kindlate ensümaatiliste reaktsioonide tulemusena, pigem mõistet eelravim (ingl k prodrug).^[14]

Rakubioloogias kasutatakse mõistet prekursor-rakk: see on osaliselt diferentseerunud tüvirakk, millest võib edasise diferentseerumise tulemusena tekkida vaid ühte tüüpi rakk (ehk siis prekursor-rakk on unipotentne). Mõiste on kasutusel enamasti vereloome kontekstis.^[15]

Viited

1. "Dictionary.com | Meanings & Definitions of English Words". Dictionary.com (inglise). Vaadatud 20. juulil 2024.
2. Eesti Keele Instituut. "Otsing: prekursor". sonaveeb.ee. Vaadatud 20. juulil 2024.^{[alaline kõdulink]}
3. "Medical Definition of Precursor". RxList (inglise). Vaadatud 20. juulil 2024.
4. Politi, V.; Lavaggi, M. V.; Di Stazio, G.; Margonelli, A. (1991). "Indole-3-pyruvic acid as a direct precursor of kynurenic acid". Advances in Experimental Medicine and Biology. 294: 515–518. DOI:10.1007/978-1-4684-5952-4_57. ISSN 0065-2598. PMID 1772085.
5. Moriguchi, Takashi; Takai, Jun (2020). "Histamine and histidine decarboxylase: Immunomodulatory functions and regulatory mechanisms". Genes to Cells. 25 (7): 443–449. DOI:10.1111/gtc.12774. ISSN 1356-9597. PMC 7497259. PMID 32394600.
6. PubChem. "Benzaldehyde". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (inglise). Vaadatud 20. juulil 2024.
7. Doughty, David; Painter, Ben; Pigou, Paul E.; Johnston, Martin R. (1. juuni 2016). "The synthesis and investigation of impurities found in Clandestine Laboratories: Baeyer–Villiger Route Part I; Synthesis of P2P from benzaldehyde and methyl ethyl ketone". Forensic Science International. 263: 55–66. DOI:10.1016/j.forsciint.2016.03.034. ISSN 0379-0738.
8. Kjonaas, Richard A.; Williams, Peggy E.; Counce, David A.; Crawley, Lindsey R. (1. juuni 2011). "Synthesis of Ibuprofen in the Introductory Organic Laboratory". Journal of Chemical Education (inglise). 88 (6): 825–828. DOI:10.1021/ed100892p. ISSN 0021-9584.
9. "Narkootiliste ja psühhotroopsete ainete seadus–Riigi Teataja". www.riigiteataja.ee. Vaadatud 20. juulil 2024.
10. "What are drug precursors? | Ravimiamet". ravimiamet.ee (inglise). Vaadatud 20. juulil 2024.
11. Regulation (EC) No 273/2004 of the European Parliament and of the Council of 11 February 2004 on drug precursors (Text with EEA relevance) (inglise), 11. veebruar 2004, vaadatud 20. juulil 2024
12. Takahashi, Akiyoshi; Kobayashi, Yuki; Amano, Masafumi; Yamanome, Takeshi (1. juuli 2009). "Structural and functional diversity of proopiomelanocortin in fish with special reference to barfin flounder". Peptides. 30 (7): 1374–1382. DOI:10.1016/j.peptides.2009.04.014. ISSN 0196-9781.
13. Czinn, Steven J.; Blanchard, Samra Sarigol (1. jaanuar 2011), Wyllie, Robert; Hyams, Jeffrey S. (toim-d), "25 - Developmental Anatomy and Physiology of the Stomach", Pediatric Gastrointestinal and Liver Disease (Fourth Edition), Saint Louis: W.B. Saunders, lk 262–268.e1, ISBN 978-1-4377-0774-8, vaadatud 20. juulil 2024
14. Vemula, P. K.; Campbell, N. R.; Zhao, F.; Xu, B.; John, G.; Karp, J. M. (1. jaanuar 2011), Ducheyne, Paul (toim), "4.421 - Self-Assembled Prodrugs", Comprehensive Biomaterials, Oxford: Elsevier, lk 339–355, ISBN 978-0-08-055294-1, vaadatud 20. juulil 2024
15. Grigoriadis, Agamemnon E.; Kennedy, Marion; Bozec, Aline; Brunton, Fiona; Stenbeck, Gudrun; Park, In-Hyun; Wagner, Erwin F.; Keller, Gordon M. (8. aprill 2010). "Directed differentiation of hematopoietic precursors and functional osteoclasts from human ES and iPS cells". Blood. 115 (14): 2769–2776. DOI:10.1182/blood-2009-07-234690. ISSN 0006-4971. PMC 2854424. PMID 20065292.