ไคโตเซฟาลิน เป็น สารต้านตัวรับกลูตาเมตแบบไอโอโนโทรปิก ที่ไม่จำเพาะเจาะจงหมายความว่ามันปิดกั้นการทำงานของสารสื่อประสาทกลูตาเมตมันถูกผลิตโดยเชื้อราEupenicillium sheariiแม้ว่าจะมีการผลิตโมเลกุลที่คล้ายกันขึ้นมาได้จากการสังเคราะห์ แต่ไคโตเซฟาลินเป็นสารต้านตัวรับกลูตาเมตที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพียงชนิดเดียวที่รู้จัก^{[ 1 ] [ 2 ]}มีหลักฐานบางอย่างที่แสดงว่าไคโตเซฟาลินสามารถปกป้องสมองและระบบประสาทส่วนกลางได้ ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่ามันมี คุณสมบัติในการปกป้อง ระบบประสาทไคโตเซฟาลินปกป้องเซลล์ประสาทโดยการยับยั้งภาวะความเป็นพิษจากการกระตุ้นมากเกินไปซึ่งเป็นกลไกที่ทำให้เซลล์ตายโดยการทำให้เซลล์ประสาทได้รับกลูตาเมตมากเกินไป^{[ 3 ]} ด้วยเหตุนี้ มันจึงเป็นที่น่าสนใจในฐานะโครงสร้างพื้นฐานที่มีศักยภาพสำหรับการพัฒนายา ยาที่ใช้ไคโตเซฟาลิ นเป็นพื้นฐานอาจมีประโยชน์ในการรักษาภาวะทางระบบประสาท รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง (ALS) และโรคหลอดเลือดสมอง^{[ 4 ]}

ไคโตเซฟาลินถูกแยกได้ครั้งแรกในปี 1997 จากEupenicillium shearii [ ^{5 ]}ซึ่งเป็นเชื้อราในสกุลเดียวกับที่ผลิตเพนิซิลลิน [ ^{6 ]โครงสร้างสัมบูรณ์}ของมันถูกกำหนดในปี 2001 เนื่องจากมีไคโตเซฟาลินในปริมาณน้อย โครงสร้างสัมบูรณ์ของมันจึงไม่ได้ถูกกำหนดโดยการสลายตัวทางเคมี แต่ใช้วิธีสเปกโทรสโกปี NMR กับอนุพันธ์ของไคโตเซฟาลินแทนวิธีอื่นๆ ที่ใช้ในการกำหนดโครงสร้างสัมบูรณ์ของมัน ได้แก่วิธีของ MosherและNOESY ^{[ 7 ]}

ไคโตเซฟาลินถูกผลิตขึ้นตามธรรมชาติในปริมาณน้อย ทำให้เป็นเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับการสังเคราะห์^{[ 8 ]}จนถึงปัจจุบัน มีการรายงานการสังเคราะห์ 9 ครั้งโดยกลุ่มวิจัย 7 กลุ่ม การสังเคราะห์ครั้งแรกดำเนินการในปี 2544 โดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยโตเกียว^{[ 9 ]}นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรม (SAR) ของไคโตเซฟาลินอีก 3 ครั้ง ^{[ 10 ]}กลไกปฏิกิริยาใหม่ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์อย่างน้อย 2 ครั้ง รวมถึงการสังเคราะห์ครั้งแรกในปี 2544 ขั้นตอนสำคัญในการสังเคราะห์นี้คือปฏิกิริยาของไนโตรนและอัลคิลเฮไลด์กับสังกะสีในสารละลายน้ำและภายใต้การอัลตราโซนิคปฏิกิริยานี้ทำให้เกิด การสร้างพันธะ CC แบบเลือกสเตอริโอทำให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างสัมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ถูกต้อง

ปฏิกิริยาใหม่ที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งถูกค้นพบโดยกลุ่มนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ในปี 2007 ในการสร้างแกนไพโรลิดีนของไคโตเซฟา ลิน พวก เขาค้นพบปฏิกิริยาการสร้างวงแหวนแบบสเตอริโอคอนเวอร์เจนท์ ส่วนผสมของ ไอโซเมอร์ แบบแอนติและซินที่เกิดปฏิกิริยานี้จะให้ ผลผลิต แบบทรานส์มากกว่า ไม่ว่าอัตราส่วนเริ่มต้นจะเป็นอย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ สารรีเอเจนต์ ไครัล เพิ่มเติม เพื่อให้ได้สเตอริโอเคมีที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม กลไกของการสร้างวงแหวนนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ความยากลำบากในการสังเคราะห์ ได้แก่ การสร้างแกนไพโรลิดีนที่มีหมู่แทนที่ การรวมกรดอะมิโน ที่ตำแหน่ง C2 และ C9 และการสร้างสเตอริโอเซ็นเตอร์ที่ตำแหน่ง C3 และ C4

ไคโตเซฟาลิ นออกฤทธิ์โดยการยับยั้งตัวรับกลูตาเมต กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทที่พบมากที่สุดในระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังและเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ ความจำ และความยืดหยุ่นของระบบประสาท^{[ 11 ]}มันเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นดังนั้นการจับตัวของกลูตาเมตกับตัวรับของมันจะเพิ่มการไหลของไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์หลังไซแนปส์ กลูตาเมตที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การตายของเซลล์และความเสียหายทางระบบประสาทผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่าภาวะพิษจากการกระตุ้นภาวะพิษจากการกระตุ้นเกิดขึ้นเมื่อการไหลเข้าของไอออนแคลเซียมสร้างวงจรป้อนกลับเชิงบวก นำไปสู่การแตกตัวของเยื่อหุ้มเซลล์และอะพอพโทซิสกระบวนการนี้เป็นส่วนหนึ่งของ กระบวนการขาด เลือดเมื่อการไหลเวียนของเลือดต่ำ (ภาวะขาดเลือด) ทำให้เกิดเหตุการณ์ต่างๆ ที่นำไปสู่การตายของเซลล์ นี่คือกลไกที่โรคหลอดเลือดสมองทำให้เกิดความเสียหายต่อสมอง ระดับกลูตาเมตที่สูงยังเชื่อมโยงกับการเสื่อมของเซลล์ประสาทที่พบใน โรคอัลไซเม อร์โรคพาร์กินสันและโรคลมชัก^{[ 12 ]}

ตัวรับกลูตาเมตถูกจัดประเภทเป็นตัวรับแบบเมตาโบโทรปิกหรือไอโอโนโทรปิ ก ตัวรับ แบบไอโอโนโทรปิ กยังแบ่งออกเป็น ตัวรับ NMDA , AMPAและไคเนต อีกด้วย ^{[ 13 ]}ไคโตเซฟาลินเป็น ตัวต้านฤทธิ์แบบ แข่งขันที่มีประสิทธิภาพสูงของทั้งตัวรับ NMDA และ AMPA แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์กับตัวรับ NMDA มากกว่าก็ตามค่า IC ของไคโตเซฟาลิน สำหรับตัวรับ NMDA อยู่ที่ประมาณ 75 nM ในขณะที่ค่า IC สำหรับตัวรับ AMPA อยู่ที่ 200-600 nM ^{[ 14 ]}นอกจากนี้ยังเป็นตัวยับยั้งตัวรับไคเนตที่อ่อนแอ โดยมีค่า IC อยู่ที่ประมาณ 100 μM เนื่องจากกระบวนการขาดเลือดเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นตัวรับ NMDA และ AMPA มากเกินไป ไคโตเซฟาลินจึงอาจสามารถยับยั้งกระบวนการนี้ได้ ทำให้มีคุณสมบัติในการปกป้องระบบประสาท สิ่งนี้ทำให้เป็นจุดเริ่มต้นที่น่าสนใจในการพัฒนาการรักษาสำหรับโรคทางระบบประสาท รวมถึงโรคอัลไซเมอร์โรค ALSโรคพาร์กินสัน โรคลมชัก และโรคหลอดเลือดสมอง^{[ 15 ]}

• เมมันทีน
• ซีเอ็นคิวเอ็กซ์
• ควินอกซาลินไดโอน