Studies on the formation of i-motif structures at neutral ph. Use of cytidine analogues and importance of minor groove tetrads on mini i-motifs stabilization
- Autores: Bartomeu Mir Morro
- Directores de la Tesis: Enrique Pedroso Muller (dir. tes.), Nuria Escaja Sanchez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón Eritja Casadellà (presid.), Raimundo Gargallo Gómez (secret.), Stefania Mazzini (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Orgánica por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
En el marco de las estructuras no canónicas de los ácidos nucleicos y sus posibles implicaciones biológicas, esta tesis tiene como objetivo principal la obtención y caracterización estructural de estructuras i-motif que sean estables a pH neutro. El punto de partida es la estructura mini i-motif, un tipo de motivo que presenta una inusual elevada estabilidad frente pH y temperatura. Se trata de una estructura dimérica estabilizada por la formación de dos pares hemiprotonados C:C+ que interaccionan por acopio con dos tétradas G:T:G:T de surco menor que actúan de tapa de la estructura. Para profundizar en el estudio de este tipo de motivos y aumentar su estabilidad a pH fisiológico, diferentes aproximaciones se han llevado a cabo.
En la primera aproximación, se ha explorado la incorporación de un análogo neutro de citidina protonada, pseudoisocitidina (psC), capaz de formar pares neutros isomórficos a los pares hemiprotonados C:C+. Los estudios realizados demuestran que el efecto de la psC depende fuertemente de la posición dentro de la estructura. La formación de pares hemiprotonados en el centro de la estructura es fundamental y la formación de pares neutros solo es tolerada por los pares terminales, produciéndose en este caso una cierta estabilización.
Una segunda línea de trabajo se ha centrado en explorar la compatibilidad de estructuras i-motif con otras tétradas de surco menor. Se han estudiado diferentes secuencias, lineales y cíclicas, que darían lugar en estructuras mini i-motif con diferentes asociaciones de nucleobases a las tétradas. Los estudios demuestran que el mini i-motif es compatible con diferentes tétradas de surco menor y se ha podido establecer el siguiente ranking de estabilidad G:C:G:T ≥ G:C:G:C >> G:T:G:T. Hay que destacar que, la secuencia consenso por este tipo de estructuras se ha determinado que es prevalente al genoma humano.
Finalmente, se ha incorporado un análogo de citidina fluorescente (1,3-diaza-2-oxofenoxazina, tCo) sustituyendo citosinas en posiciones específicas de la estructura. Los resultados demuestran que tCo actúa de forma eficiente como sonda local para monitorizar transiciones conformacionales y que, en posiciones específicas té un efecto bastante positivo en la estabilidad térmica del motivo. Este hecho ha permitido utilizado uno de estos derivados para visualizar el plegamiento de la estructura en medio celular.
