Conformational catalytic itineraries of five- and six-membered sugar rings in enzymatic and superacid media

• Autores: Alba Nin Hill
• Directores de la Tesis: Carme Rovira Virgili (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2020
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carles Eduard Curutchet Barat (presid.), Xevi Biarnés Fontal (secret.), Liang Wu (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Teórica y Modelización Computacional/Theoretical Chemistry and Computational Modelling por la Universidad Autónoma de Madrid; la Universidad Complutense de Madrid; la Universidad de Barcelona; la Universidad de Cantabria; la Universidad de Extremadura; la Universidad de las Illes Balears; la Universidad de Murcia; la Universidad de Oviedo; la Universidad de Sevilla; la Universidad de Vigo; la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea; la Universidad Jaume I de Castellón y la Universitat de València (Estudi General)
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Coenzimas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • Els carbohidrats no només són una eina d’emmagatzematge d’energia i de suport estructural dels éssers vius, sinó també actuen en mecanismes molt més complexos, com la localització i senyalització en sistemes multicel·lulars i el reconeixement entre cèl·lules, incloent-hi infeccions causades per bacteris i virus. Consegüentment, s’està donant més reconeixement als carbohidrats, utilitzant-los dins del camp dels fàrmacs per tractar molts tipus de malalties. Els carbohidrats presenten estereoquímiques, configuracions i conformacions molt variades, cosa que els converteix en unes molècules molt complexes d’estudiar. Aquesta gran varietat fa que existeixi també una gran quantitat d’enzims, anomenats “enzims actius en carbohidrats”, que s’encarreguen de la seva degradació, la seva síntesis i les seves possibles modificacions. Aquesta Tesi s’ha centrat en les glicosidases, responsables d’hidrolitzar els enllaços glicosídics. Les possibles conformacions que poden adoptar els anells de sucre en el centre actiu d’aquests enzims depenen de les diferents topologies que es troben en les més de 150 famílies de glicosidases. Cada glicosidasa opera amb un itinerari conformacional particular del corresponent substrat. El coneixement d’aquests itineraris és de gran importància en el disseny selectiu d’inhibidors, ja que alguns dels inhibidors més potents imiten l’estructura i les propietats de l’estat de transició de la reacció d’hidròlisi. Els mecanismes moleculars i els itineraris conformacionals de les glicosidases es poden investigar tant amb mètodes experimentals com amb mètodes computacionals. Usualment, es necessita una estructura inicial d’una glicosidasa per poder després fer anàlisis computacionals per a elucidar els canvis electrònics i conformacionals que pateix el sucre al llarg de l’itinerari catalític. En aquesta Tesi, ens centrarem en dues glicosidases de rellevància bioquímica i biotecnològica, de les quals l’itinerari conformacional era encara desconegut: la β-galactocerebrosidasa (GALC) i l’α-L-arabinofuranosidasa Aspergillus kawachii abfB (AkAbfB). Aquestes glicosidases actuen en carbohidrats formats per anells de cinc i de sis àtoms de carboni (derivats de la β-D-galactosa i l’α-L-arabinosa, respectivament). Per últim, i motivat per experiments recents de caracterització de cations de glicosil en medi superàcid, s’analitzen aquests cations, tant per a sucres de cinc com de sis àtoms de carboni en diferents entorns: en el buit, en medi superàcid i dins d’un enzim.