Noves estructures basades en aminoàcids trifuncionals: foldàmers i quimioteques basades en derivats de prolina
- Autores: Josep Maria Farrera Sinfreu
- Directores de la Tesis: Fernando Albericio Palomera (dir. tes.), Miriam Royo Expósito (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2007
- Idioma: catalán
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ernest Giralt Lledó (presid.), Francesc Rabanal Anglada (secret.), David Andreu Martínez (voc.), Susanna Castel Gil (voc.), Juan Ramón Granja Guillán (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Les molècules ramificades poden jugar un paper clau en la síntesi en fase sòlida de compostos amb una elevada complexitat estructural. En aquest sentit i concretament en la síntesi de pèptids i peptidomimètics, els aminoàcids trifuncionals hi juguen un paper fonamental. En aquesta tesi shan utilitzat aquest tipus de molècules per tal dobtenir estructures complexes com són els pèptids cíclics, els foldàmers i noves quimioteques. Com a plataformes ramificadores shan utilitzat derivats trifuncionals de prolina, com la cis-gamma-amino-L-prolina i la trans-4-hidroxi-L-prolina.
Així, la present tesi doctoral descriu tres projectes diferents els quals comparteixen lús de la síntesi en fase sòlida com a metodologia sintètica, així com la utilització daminoàcids trifuncionals. Els diferents projectes es basen en: (i) estudi de grups protectors ortogonals en la síntesi de pèptids cíclics en fase sòlida; (ii) síntesi, estudis estructurals i aplicacions de fòldamers gamma-peptídics derivats de la gamma-amino-L-prolina; i (iii) síntesi en fase sòlida duna llibreria dinhibidors de la lisil-tRNA sintetasa (LysRS) de "Plasmodium falciparum", paràsit causant de la malària.
CAPÍTOL 1: En la síntesi en fase sòlida és del tot imprescindible disposar de grups protectors ortogonals per tal dobtenir uns resultats satisfactoris al final duna síntesi complexa. Tot i això, no sempre sarriba als resultats esperats. El primer capítol daquesta tesi descriu els problemes derivats de treballar amb els grups protectors damines Fmoc i Alloc quan estan continguts en el mateix aminoàcid trifuncional. El problema que es descriu és leliminació prematura del grup Fmoc en les condicions deliminació dels grup Alloc. Així, sestableix lorigen del problema i sestableixen metodologies alternatives dacoblament per tal devitar subproductes no desitjats. Aquest mateix capítol descriu la síntesi en fase sòlida de tetra-beta-pèptids cíclics utilitzant un sistema de protecció tetraortogonal.
CAPÍTOL 2: Els gamma-pèptids són els foldàmers més estudiats fins al moment, ja que se nha descrit propietats força interessants com ara lantimicrobiana o la seva capacitat per travessar la membrana de cèllules eucariotes, fet que els converteix en bons candidats a transportadors de fàrmacs. La rellevància que estan adoptant aquests peptidomimètics es deu bàsicament al fet que aquestes molècules no naturals poden millorar alguns inconvenients dels pèptids naturals, com pot ser la baixa estabilitat en front a proteasses.
El segon capítol daquesta tesi doctoral descriu la síntesi en fase sòlida de gamma-pèptids derivats de la cis-gamma-amino-L-prolina. A més a més, estudis estructurals mitjançant lús de tècniques de dicroïsme circular i ressonància magnètica nuclear estableixen que aquest tipus de compostos formen llaços C9, donant com a resultat en una estructura regular una sèrie de girs concatenats daquest tipus, estructura que també es pot descriure com a hèlix 9.
Aquest mateix capítol descriu algunes propietats daquest compostos, com ara la seva capacitat de travessar membranes cellulars, la baixa toxicitat, lelevada estabilitat en front a proteasses o lactivitat antimicrobiana. Lentrada cellular de cada pèptid es quantifica mitjançant tècniques de fluorimetria de plaques i de citometria de flux i es visualitza al microscopi confocal.
CAPÍTOL 3: El tercer capítol descriu la síntesi duna llibreria de compostos potencials inhibidors de la lisil-tRNA sintetassa (LysRS) del "Plasmodium falciparum", paràsit causant de la malària. Sha vist que les aminoacil-tRNA sintetasses poden ser dianes terapèutiques força vàlides, ja que tot i ser enzims essencials en totes les espècies, aquestes es poden inhibir duna forma espècie-específica. En la ruta biològica de la traducció en la que participen les tRNA sintetasses es forma un complex intermedi, laminoacil adenilat, en el qual es va basar el disseny dels inhibidors. Així, aquest capítol descriu la síntesi de sulfamats en fase sòlida i la seva posterior utilització en la síntesi duna llibreria de 90 inhibidors.
" SUMMARY:
Branched molecules, such as trifunctional amino acids, can play important roles in the creation of complex structures using solid-phase synthesis. This thesis describes the use of proline derived trifunctional amino acids such as cis-gamma-aminoproline and trans-4-hidroxyproline for the synthesis of cyclic peptides, foldamers and libraries. Thus, this thesis has been divided into three different chapters, which share both the use of these trifunctional molecules and the use of solid-phase peptide synthesis as a common methodology.
The first chapter describes several problems derived from the use of orthogonal protecting groups in the same molecule. For instance, it describes that, in certain cases, the Fmoc protecting group can be removed when eliminating the Alloc one, not for its removing conditions but for the free amine that are kept free once the Alloc group has been removed. The use of several protecting groups at the same time was also tested in the synthesis of cyclic tetra-beta-peptides using a tetra-orthogonal protecting scheme.
The second chapter describes the solid-phase synthesis of abiotic foldamers derived from proline derivatives. This chapter also describes that these compounds can fold forming a series of C9 turns, which, in an idealised structure, can form an helix 9. The labelling of these gamma-peptides with a fluorescent probe followed by their confocal microscopy study reveal that these gamma-peptides are able to cross the cell membrane of eukaryotic cells, a property that makes them good candidates as drug carriers for drug delivery. Actually, the conjugation of one of them with a PNA reveals that this gamma-peptide can transport this big non-membrane permeable molecule inside the cell, demonstrating its value for such application.
In the third chapter, the solid phase synthesis of sulfamates is described, as well as their application in the synthesis of inhibitors of the lysil-tRNA synthetase (LysRS) of Plasmodium falciparum "
