Cyanocobalamin/ja: Difference between revisions
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Revision as of 09:55, 7 April 2024
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 結晶構造に基づくシアノコバラミンのスティックモデル | |
| Clinical data | |
|---|---|
| Pronunciation | sye AN oh koe BAL a min |
| Trade names | Cobolin-M, Depo-Cobolin, others |
| AHFS/Drugs.com | Professional Drug Facts |
| MedlinePlus | a604029 |
| License data | |
| Pregnancy category |
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| Routes of administration | By mouth/ja, intramuscular/ja, nasal spray/ja |
| ATC code | |
| Legal status | |
| Legal status |
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| Identifiers | |
| CAS Number | |
| PubChem CID | |
| DrugBank | |
| ChemSpider | |
| UNII | |
| KEGG | |
| ChEMBL | |
| Chemical and physical data | |
| Formula | C63H88CoN14O14P |
| Molar mass | 1355.388 g·mol−1 |
| 3D model (JSmol) | |
| Melting point | 300 °C (572 °F) + |
| Boiling point | 300 °C (572 °F) + |
| Solubility in water | 1/80g/ml |
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シアノコバラミン（Cyanocobalamin）は、ビタミンB
12欠乏症の治療と予防に用いられるビタミンB
12欠乏症の防止に使われる。欠乏症は、悪性貧血、胃の外科的切除後、魚条虫、または腸がんに起因して起こることがある。経口、筋肉への注射、または点鼻薬として使用される。
シアノコバラミンは一般に忍容性が高い。軽度の副作用には、下痢、吐き気、胃のむかつき、かゆみなどがある。重篤な副作用には、アナフィラキシー、心不全を引き起こす低血中カリウムなどがある。コバルトアレルギーのある人やレーバー病の人には使用は推奨されない。過量投与や毒性は報告されていない。ビタミンB
12欠乏症の治療には、ヒドロキソコバラミンよりもバイオアベイラビリティがやや低いため、あまり好まれない。降圧作用があることを示した研究もある。
シアノコバラミンが最初に製造されたのは1940年代である。ジェネリック医薬品や市販薬として入手可能である。2021年には、5 万件以上の処方で、米国で110番目によく処方される医薬品であった。
医療用途
シアノコバラミンは通常、胃または腸の一部または全部を外科的に切除した後に処方され、ビタミンB
12の十分な血清レベルを確保する。また、悪性貧血、ビタミンB
12欠乏症（食物からの摂取量が少ないか、遺伝的またはその他の要因で吸収できないため）、甲状腺中毒症、出血、悪性腫瘍、肝疾患、腎疾患の治療にも用いられる。シアノコバラミン注射薬は、小腸の一部をバイパスした胃バイパス患者に処方されることが多く、B
12を食物やビタミンから摂取することが困難になっている。シアノコバラミンは、ビタミンB
12を吸収する能力をチェックするシリングテストを行うためにも使用される。
シアノコバラミンもまた、ヒドロキシコバラミンを青酸中毒の治療に静脈内投与した後に体内で生成される（そして尿を介して排泄される）。
副作用
シアノコバラミン注射の起こりうる副作用には、じんましん、呼吸困難などのアレルギー反応、顔の発赤、腕、手、足、足首または下肢の腫れ、極度の口渇、および下痢が含まれる。重篤でない副作用には、頭痛、めまい、下肢痛、かゆみ、または発疹がある。
ビタミンB
12欠乏を同時に伴う巨赤芽球性貧血の治療にB
12ビタミン（シアノコバラミンも含む）を用いると、貧血解消時に赤血球産生の亢進とそれに伴うカリウムの細胞内取り込みにより低カリウム血症になる可能性がある。シアノコバラミンで治療した場合、リーバー病患者は重篤な視神経萎縮を発症し、失明に至る可能性がある。
化学
ビタミンB
12は、ビタミンB
12のあらゆるビタマーの「総称記述子」名である。ヒトを含む動物はシアノコバラミンを活性型ビタミンB
12化合物のいずれかに変換することができる。
シアノコバラミンはビタミンB
12ファミリー（体内に入れるとB
12として機能する化学物質のファミリー）の中で最も広く製造されているビタマーの一つであり、その理由はシアノコバラミンがB
12の中で最も空気中で安定だからである。細菌発酵によって生成された後、精製するのが最も簡単である。それは暗い赤色の結晶として、または非晶質の赤い粉末として得ることができる。シアノコバラミンは無水形態で吸湿性であり、水にはほとんど溶けない（1：80）。それは121 °C (250 °F)で短時間のオートクレーブに対して安定である。ビタミンB
12である。補酵素は光に不安定である。消費された後、シアン化物配位子は他の基（アデノシル、メチル）に置換され、生物学的に活性な形態を作り出す。シアン化物はチオシアン酸塩に変換され、腎臓から排泄される。
化学反応
コバラミンでは、コバルトは通常3価のCo(III)の状態で存在する。しかし、還元条件下では、コバルト中心はCo(II)、あるいはCo(I)に還元され、通常、それぞれ還元型、超還元型を表すB
12r、B
12sと表記される。
B
12rとB
12sはシアノコバラミンから電位制御還元、またはアルカリ溶液中の水素化ホウ素ナトリウム、酢酸中の亜鉛を用いた化学還元、またはチオールの作用によって調製することができる。B
12rもB
12sも酸素のない条件下では無期限に安定である。B
12rは溶液中では橙褐色に、B
12sは自然光の下では青緑色に、人工光の下では紫色に見える。
B
12sは水溶液中で知られている最も求核性の高い種の一つである。この性質により、ハロゲン化アルキルやハロゲン化ビニルに対する求核攻撃によって、異なる置換基を持つコバラミン類似体を簡便に調製することができる。
For example, cyanocobalamin can be converted to its analog cobalamins via reduction to B
12s, followed by the addition of the corresponding alkyl halides, acyl halides, alkene or alkyne. Steric hindrance is the major limiting factor in the synthesis of the B
12 coenzyme analogs. For example, no reaction occurs between neopentyl chloride and B
12s, whereas the secondary alkyl halide analogs are too unstable to be isolated. This effect may be due to the strong coordination between benzimidazole and the central cobalt atom, pulling it down into the plane of the corrin ring. The trans effect determines the polarizability of the Co–C bond so formed. However, once the benzimidazole is detached from cobalt by quaternization with methyl iodide, it is replaced by H
2O or hydroxyl ions. Various secondary alkyl halides are then readily attacked by the modified B
12s to give the corresponding stable cobalamin analogs. The products are usually extracted and purified by phenol-methylene chloride extraction or by column chromatography.
Cobalamin analogs prepared by this method include the naturally occurring coenzymes methylcobalamin and cobamamide, and other cobalamins that do not occur naturally, such as vinylcobalamin, carboxymethylcobalamin and cyclohexylcobalamin. This reaction is under review for use as a catalyst for chemical dehalogenation, organic reagent and photosensitized catalyst systems.
Production
Cyanocobalamin is commercially prepared by bacterial fermentation. Fermentation by a variety of microorganisms yields a mixture of methylcobalamin, hydroxocobalamin and adenosylcobalamin. These compounds are converted to cyanocobalamin by addition of potassium cyanide in the presence of sodium nitrite and heat. Since multiple species of Propionibacterium produce no exotoxins or endotoxins and have been granted GRAS status (generally regarded as safe) by the United States Food and Drug Administration, they are the preferred bacterial fermentation organisms for vitamin B
12 production.
Historically, the physiological form was initially thought to be cyanocobalamin. This was because hydroxocobalamin produced by bacteria was changed to cyanocobalamin during purification in activated charcoal columns after separation from the bacterial cultures (because cyanide is naturally present in activated charcoal). Cyanocobalamin is the form in most pharmaceutical preparations because adding cyanide stabilizes the molecule.
The total world production of vitamin B12, by four companies (the French Sanofi-Aventis and three Chinese companies) in 2008 was 35 tonnes.
Metabolism
The two bioactive forms of vitamin B
12 are methylcobalamin in cytosol and adenosylcobalamin in mitochondria. Multivitamins often contain cyanocobalamin, which is presumably converted to bioactive forms in the body. Both methylcobalamin and adenosylcobalamin are commercially available as supplement pills. The MMACHC gene product catalyzes the decyanation of cyanocobalamin as well as the dealkylation of alkylcobalamins including methylcobalamin and adenosylcobalamin. This function has also been attributed to cobalamin reductases. The MMACHC gene product and cobalamin reductases enable the interconversion of cyano- and alkylcobalamins.
Cyanocobalamin is added to fortify nutrition, including baby milk powder, breakfast cereals and energy drinks for humans, also animal feed for poultry, swine and fish. Vitamin B
12 becomes inactive due to hydrogen cyanide and nitric oxide in cigarette smoke. Vitamin B
12 also becomes inactive due to nitrous oxide N
2O commonly known as laughing gas, used for anaesthesia and as a recreational drug. Vitamin B
12 becomes inactive due to microwaving or other forms of heating.
In the cytosol
Methylcobalamin and 5-methyltetrahydrofolate are needed by methionine synthase in the methionine cycle to transfer a methyl group from 5-methyltetrahydrofolate to homocysteine, thereby generating tetrahydrofolate (THF) and methionine, which is used to make SAMe. SAMe is the universal methyl donor and is used for DNA methylation and to make phospholipid membranes, choline, sphingomyelin, acetylcholine, and other neurotransmitters.
In mitochondria
12 adenosylcobalamin in mitochondrion—cholesterol and protein metabolism
The enzymes that use B
12 as a built-in cofactor are methylmalonyl-CoA mutase (PDB 4REQ) and methionine synthase (PDB 1Q8J).
The metabolism of propionyl-CoA occurs in the mitochondria and requires Vitamin B
12 (as adenosylcobalamin) to make succinyl-CoA. When the conversion of propionyl-CoA to succinyl-CoA in the mitochondria fails due to Vitamin B
12 deficiency, elevated blood levels of methylmalonic acid (MMA) occur. Thus, elevated blood levels of homocysteine and MMA may both be indicators of vitamin B
12 deficiency.
Adenosylcobalamin is needed as cofactor in methylmalonyl-CoA mutase—MUT enzyme. Processing of cholesterol and protein gives propionyl-CoA that is converted to methylmalonyl-CoA, which is used by MUT enzyme to make succinyl-CoA. Vitamin B
12 is needed to prevent anemia, since making porphyrin and heme in mitochondria for producing hemoglobin in red blood cells depends on succinyl-CoA made by vitamin B
12.
吸収と輸送
ビタミンB
12の不十分な吸収はセリアック病と関係があるかもしれない。ビタミンB
12の腸管吸収には3つの異なるタンパク質分子が必要である： ハプトコリン、内在因子、トランスコバラミンIIである。
こちらも参照
