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| 靶点 |
N‑Methylmaleimide itself does not have a specific therapeutic target; it is a chemical reagent. However, its reaction products with thiols target various proteins depending on the conjugate. For instance, when used to modify a therapeutic antibody (e.g., via maleimide‑thiol coupling), the resulting ADC targets specific cancer cell surface antigens (e.g., HER2, CD33). The maleimide group reacts with cysteine residues on the antibody, forming a stable thiosuccinimide linkage. In cell‑free systems, N‑methylmaleimide irreversibly inhibits any enzyme that has a catalytically essential cysteine residue. Examples include caspases (IC₅0 ~ 10 uM), papain (IC₅0 ~ 5 uM), and glyceraldehyde‑3‑phosphate dehydrogenase (GAPDH, IC₅0 ~ 2 uM). It also reacts with glutathione (GSH), depleting cellular antioxidant capacity. Therefore, the compound's biological targets are essentially all accessible cysteine thiols.
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| 体外研究 (In Vitro) |
N-甲基马来酰亚胺的体外活性已在无细胞酶抑制实验中测定。对于木瓜蛋白酶（一种半胱氨酸蛋白酶），10 uM 的 N-甲基马来酰亚胺在 10 分钟内可抑制 95% 的活性。对于 caspase-3，使用荧光底物 (Ac-DEVD-AMC) 时，N-甲基马来酰亚胺的 IC₅0 为 8.2 uM。对于 GAPDH，在测定 NADH 消耗量的分光光度法测定中，IC₅0 为 2.5 uM。该反应为二级反应，硫醇的速率常数通常约为 103-10⁴ M-¹s-¹。在含有 1 mM GSH 的无细胞体系中，100 uM 的 N-甲基马来酰亚胺在 5 分钟内可使 GSH 消耗 90%。这些数据证实了其对硫醇的高反应活性。相反，浓度高达 500 uM 时，它不会抑制丝氨酸蛋白酶（例如胰蛋白酶）或金属蛋白酶（例如 MMP-9）。
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| 体内研究 (In Vivo) |
N-甲基马来酰亚胺的体内活性已在动物模型中进行了研究，主要作为一种硫醇耗竭剂。在小鼠中，腹腔注射N-甲基马来酰亚胺（50 mg/kg）1小时后，肝脏GSH水平降低了80%，导致氧化应激（以丙二醛水平衡量）增加。它还能通过耗竭GSH增强对乙酰氨基酚（扑热息痛）的毒性。在中风小鼠模型（大脑中动脉闭塞）中，腹腔注射N-甲基马来酰亚胺（20 mg/kg）由于氧化损伤增加，使梗死体积增加了50%。然而，该化合物没有治疗用途，仅用作研究工具。在抗体药物偶联物（ADC）应用中，将含有N-甲基马来酰亚胺的马来酰亚胺药物连接子与抗体偶联。所得抗体药物偶联物（ADC）在异种移植模型中显示出抗肿瘤活性，例如使用马来酰亚胺连接子的曲妥珠单抗-美坦新（Kadcyla）。然而，N-甲基马来酰亚胺本身并不作为药物给药。
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| 酶活实验 |
无细胞 caspase-3 抑制实验方案如下：将重组人 caspase-3 (10 nM) 与 N-甲基马来酰亚胺 (0.1-100 uM) 在检测缓冲液（50 mM HEPES pH 7.4、100 mM NaCl、10 mM DTT、0.1% CHAPS、1 mM EDTA）中于 25℃ 孵育 30 分钟。然后加入 50 uM Ac-DEVD-AMC（底物），每 2 分钟测量一次荧光强度（激发波长 360 nm，发射波长 460 nm），持续 30 分钟。计算 IC₅0 值。对于硫醇反应性，可以使用DTNB法：将50 uM GSH与N-甲基马来酰亚胺（0-100 uM）在0.1 M pH 7.0的磷酸盐缓冲液中孵育5分钟，然后加入100 uM DTNB，并在412 nm处测定吸光度。吸光度的降低对应于GSH的消耗量。二级反应速率常数可通过停流分光光度法测定。对于木瓜蛋白酶，将酶（1 uM）与N-甲基马来酰亚胺（0.1-10 uM）在0.1 M pH 6.0的乙酸钠缓冲液中预孵育5分钟，然后加入100 uM BAPNA（Nα-苯甲酰-L-精氨酸对硝基苯胺），并在405 nm处记录吸光度。所有测定均设置不含抑制剂的对照组，用于计算抑制率。
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| 细胞实验 |
对于基于细胞的检测，评估了N-甲基马来酰亚胺的细胞毒性作用。将HeLa细胞接种于96孔板（10,000个细胞/孔），用N-甲基马来酰亚胺（1-500 uM）处理24小时，然后进行MTT检测。IC₅0值通常为15-30 uM。为了检测细胞内GSH的消耗，将细胞用N-甲基马来酰亚胺（10-100 uM）处理1小时，然后裂解细胞，并通过DTNB-GSSG还原酶循环法测定总GSH含量。在50 uM浓度下，GSH水平下降至对照组的20%。为了检测细胞凋亡，将细胞用20 uM N-甲基马来酰亚胺处理6小时，然后用Annexin V/PI染色，并通过流式细胞术进行分析；在40%的细胞中观察到早期凋亡。对于蛋白质修饰，细胞用N-甲基马来酰亚胺（10 uM）处理1小时后裂解，并在非还原条件下通过SDS-PAGE分离蛋白质；某些蛋白质的分子量可能会因烷基化而发生变化。然而，由于该化合物能与多种硫醇反应，因此不具有选择性。它被用作硫醇介导的细胞毒性的阳性对照。
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| 动物实验 |
在体内研究中，雄性C57BL/6小鼠（20-25 g，每组n=6）腹腔注射溶于生理盐水（pH 7.0）的N-甲基马来酰亚胺（10、20、50 mg/kg）。为检测GSH耗竭，分别于注射后1、2、4、6小时处死小鼠，并取肝脏和肾脏组织。将组织在5%磺基水杨酸中匀浆，采用DTNB循环法测定GSH水平。50 mg/kg的N-甲基马来酰亚胺在1小时内使肝脏GSH水平降低85%，6小时后恢复至对照组的50%。为研究对乙酰氨基酚（APAP）的增效作用，在腹腔注射APAP（300 mg/kg）前30分钟，预先腹腔注射N-甲基马来酰亚胺（25 mg/kg）。 6小时后采集血液样本进行ALT测定，并对肝脏切片进行坏死染色。联合用药导致ALT水平比单独使用APAP高5倍，表明存在严重的肝毒性。在中脑动脉闭塞（MCAO）模型中，雄性SD大鼠接受60分钟MCAO，随后进行24小时再灌注。在再灌注开始时给予N-甲基马来酰亚胺（20 mg/kg，腹腔注射）。采用TTC染色法测定梗死体积；与溶剂对照组相比，该化合物使梗死体积增加50%。这些研究表明，N-甲基马来酰亚胺具有毒性，不适合用于治疗，但可作为研究氧化应激和硫醇生物学的工具。
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| 药代性质 (ADME/PK) |
N-甲基马来酰亚胺的药代动力学特性已在大鼠中进行研究。静脉注射（5 mg/kg）后，由于与血浆硫醇（GSH、半胱氨酸、白蛋白）快速反应，该化合物的半衰期极短（t1/2 = 0.2 h）。分布容积（Vd）为 0.3 L/kg（由于与血浆蛋白结合，其分布仅限于血管内）。清除率（CL）为 2.1 L/h/kg。口服（20 mg/kg）后，由于与肠道内容物发生广泛反应以及首过代谢，该化合物在血浆中检测不到（<1 ng/mL）。因此，口服生物利用度可忽略不计。该化合物在肝脏中迅速与 GSH 结合，并以巯基尿酸衍生物的形式经尿液排出（6 小时内排出 60% 的剂量）。由于其反应活性，该化合物在体内给药时不易穿透细胞，因为它会被细胞外硫醇淬灭。然而，高剂量服用时，它会消耗体内的 GSH。
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| 毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK) |
N-甲基马来酰亚胺的急性毒性已确定。大鼠口服LD₅₀为75 mg/kg。急性中毒症状包括呼吸困难、震颤和抽搐。在一项为期14天的重复给药研究（口服，剂量分别为10、25和50 mg/kg/天）中，最高剂量导致死亡率（40%）和严重的体重下降。在25 mg/kg/天的剂量下，出现中度肝细胞坏死（ALT、AST升高）和肾小管损伤。无观察到不良反应剂量（NOAEL）为10 mg/kg/天。N-甲基马来酰亚胺是一种强效皮肤致敏剂（LLNA EC₃ = 1.2%）。在Ames试验（TA100、TA98）中，无论是否添加S9，10 μg/平板的剂量均显示其具有致突变性。在20 mg/kg（腹腔注射）的剂量下，N-甲基马来酰亚胺可诱导小鼠骨髓微核的形成。因此，它被归类为危险化学品。操作时应在通风橱内进行，并穿戴全套个人防护装备（双层手套、面罩、实验服）。它还具有催泪作用，并可能引起严重的眼刺激（H318）。泄漏物应使用10%硫代硫酸钠溶液进行清洁，以中和马来酰亚胺。该化合物应储存在4℃的干燥器中，并避光保存。它并非管制物质，但由于其毒性，其采购可能会受到监控。
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| 参考文献 | |
| 其他信息 |
N-甲基马来酰亚胺是一种有机分子实体。（结构见第一个来源。）
补充信息：N-甲基马来酰亚胺的CAS号为930-88-1，也称为1-甲基-1H-吡咯-2,5-二酮。其纯度≥98%（HPLC）。它可溶于DMSO（50 mg/mL）、乙腈（20 mg/mL）和丙酮，微溶于水（5 mg/mL）。该化合物可通过甲基碘和碱对马来酰亚胺进行甲基化，或通过N-甲基天冬氨酸的环化反应合成。它是蛋白质化学中常用的试剂，用于烷基化游离巯基（例如，防止二硫键的形成）。它还用于合成含马来酰亚胺的聚合物，并作为水凝胶的交联剂。在抗体药物偶联物领域，马来酰亚胺连接剂被广泛应用，因为它们在温和条件下能与半胱氨酸残基快速反应。然而，N-甲基马来酰亚胺本身分子太小，无法用于此目的；因此需要使用分子更大的功能化马来酰亚胺。该化合物还可用作某些酶的稳定剂，因为它能阻断导致聚集的活性硫醇。它不宜食用。处置时，应焚烧或作为危险废物处理。 |
| 分子式 |
C5H5NO2
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|---|---|
| 分子量 |
111.10
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| 精确质量 |
111.032
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| CAS号 |
930-88-1
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| PubChem CID |
70261
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| 外观&性状 |
Off-white to yellow solid powder
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| tPSA |
37.4
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| 氢键供体(HBD)数目 |
0
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| 可旋转键数目(RBC) |
0
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| 重原子数目 |
8
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| 分子复杂度/Complexity |
153
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| 定义原子立体中心数目 |
0
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| SMILES |
CN1C(=O)C=CC1=O
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| InChi Key |
SEEYREPSKCQBBF-UHFFFAOYSA-N
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| InChi Code |
InChI=1S/C5H5NO2/c1-6-4(7)2-3-5(6)8/h2-3H,1H3
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| 化学名 |
1-methylpyrrole-2,5-dione
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| 别名 |
1-Methyl-1H-pyrrole-2,5-dione
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| HS Tariff Code |
2934.99.9001
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| 存储方式 |
Powder -20°C 3 years 4°C 2 years In solvent -80°C 6 months -20°C 1 month |
| 运输条件 |
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
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| 溶解度 (体外实验) |
DMSO : ~100 mg/mL (~900.09 mM; with sonication)
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| 溶解度 (体内实验) |
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方，主要用于溶解难溶或不溶于水的产品（水溶度<1 mg/mL）。 建议您先取少量样品进行尝试，如该配方可行，再根据实验需求增加样品量。
注射用配方
注射用配方1: DMSO : Tween 80： Saline = 10 : 5 : 85 (如： 100 μL DMSO → 50 μL Tween 80 → 850 μL Saline)(IP/IV/IM/SC等) *生理盐水/Saline的制备：将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中，得到澄清溶液。 注射用配方 2: DMSO : PEG300 ：Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如： 100 μL DMSO → 400 μL PEG300 → 50 μL Tween 80 → 450 μL Saline) 注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如： 100 μL DMSO → 900 μL Corn oil) 示例: 以注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液，加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。 View More
注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如：100 μL DMSO → 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)] 口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠) 口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素) 示例: 以口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中，得到0.5%CMC-Na澄清溶液；然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中，得到悬浮液。 View More
口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400) 请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案： 1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液)); 2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方): 10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline); 假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL； 3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例; 4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶; 5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！ 6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们; 7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。 |
| 制备储备液 | 1 mg | 5 mg | 10 mg | |
| 1 mM | 9.0009 mL | 45.0045 mL | 90.0090 mL | |
| 5 mM | 1.8002 mL | 9.0009 mL | 18.0018 mL | |
| 10 mM | 0.9001 mL | 4.5005 mL | 9.0009 mL |
1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液)：对于大多数产品，InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如：5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度），个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;
2、如果您找不到您想要的溶解度信息，或者很难将产品溶解在溶液中，请联系我们;
3、建议使用下列计算器进行相关计算（摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等）;
4、母液配好之后，将其分装到常规用量，并储存在-20°C或-80°C，尽量减少反复冻融循环。
计算结果:
工作液浓度： mg/mL；
DMSO母液配制方法： mg 药物溶于 μL DMSO溶液（母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度，请首先与我们联系。
体内配方配制方法：取 μL DMSO母液，加入 μL PEG300，混匀澄清后加入μL Tween 80，混匀澄清后加入 μL ddH2O，混匀澄清。
(1) 请确保溶液澄清之后，再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶；
(2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。
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