Interacción entre ácidos nucleicos y ligandos de bajo peso molecular: mecanismos moleculares de reconocimiento específico
- Autores: Luis González Bulnes
- Directores de la Tesis: Jóse Vicente Gimeno Adelantado (dir. tes.), José Gallego Sala (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Santos Fustero Lardies (presid.), Beatriz de Pascual-Teresa Fernández (secret.), Carlos González Ibáñez (voc.)
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- Resumen
Los ácidos nucleicos desempeñan una gran variedad de funciones bioquímicas y son moléculas básicas para la vida. El estudio de sus complejos con moléculas de bajo peso molecular es esencial para la búsqueda de nuevos agentes terapéuticos basados en la interacción con estas biomoléculas. Tras analizar la estructura de los ácidos nucleicos y los fundamentos de las técnicas experimentales utilizadas, esta tesis se centra en primer lugar en el estudio de la interacción entre ligandos bisnaftalimídicos antitumorales y diferentes secuencias de ADN, con el objetivo de identificar los mecanismos de reconocimiento específico del ADN por parte de estos compuestos. Utilizando una combinación de técnicas biofísicas, primeramente se evaluó el efecto de modificar las secuencias que flanquean el sitio de unión preferido de la bisnaftalimida de referencia elinafide. Se observaron diferencias significativas, especialmente en el caso de complejos flanqueados por tractos A, que manifestaron una afinidad más baja, interacciones de apilamiento más débiles, y procesos dinámicos más rápidos. Por lo tanto, el reconocimiento del ADN por parte de elinafide está fuertemente modulado por efectos indirectos, dependientes de las preferencias conformacionales de cada secuencia. A continuación se estudió el mecanismo de reconocimiento directo del ADN por parte de ligandos bisnaftalimídicos. Los resultados indicaron que este proceso depende fundamentalmente de los contactos electrostáticos establecidos entre el espaciador aminoalquílico de las bisnaftalimidas y los grupos electronegativos de guanina en el surco mayor, que determinan tanto la especificidad de los ligandos por pasos GpC como el proceso de intercalación de los anillos de naftalimida. Además, se concluyó que la interacción entre el ADN y las bisnaftalimidas tiene lugar a través de dos estados: unión al surco e intercalación. En consonancia con este modelo de dos estados, cambios en distintos factores como el pH, la fuerza iónica o la composición de las bases del ADN o los anillos aromáticos de los compuestos tuvieron efectos diferentes en los parámetros de unión determinados por métodos biofísicos habitualmente utilizados en el estudio de complejos formados por ácidos nucleicos. El segundo capítulo de resultados de esta tesis describe el diseño de novo de moléculas p-terfenílicas bilateralmente substituídas y el estudio de su interaccióncon el subdominio IIB del Elemento de Reconocimiento de Rev (RRE) del ARN genómico del VIH-1, con el propósito de bloquear la interacción entre RRE y la alfa -hélice de unión a ARN de Rev y ejercer un efecto inhibitorio sobre la replicación del virus. Para ello se utilizó una combinación de métodos biofísicos y de técnicas computacionales basadas en estructura. Los resultados demostraron que los sustituyentes bilaterales de estas moléculas se proyectan en un ángulo de 360o, y que estos ligandos actúan como miméticos de Rev en su complejo con RRE, siendo capaces de desplazar la alfa -hélice del bucle IIB de RRE. Por último, experimentos en cultivo celular pusieron de manifiesto que algunos compuestos p-terfenílicos son capaces de bloquear la replicación del VIH-1 sin mostrar una toxicidad celular significativa, actuando además en pasos transcripcionales o post-transcripcionales del ciclo de vida del virus.
