Molecular Photoswitches: Towards the Rational design of Donor-Acceptor Stenhouse Adducts and Photoswitchable Transmembrane Peptides
- Autores: Eduardo Santamaría Aranda
- Directores de la Tesis: Pedro José Campos García (dir. tes.), Diego Sampedro Ruiz (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de La Rioja ( España ) en 2021
- Idioma: inglés
- Número de páginas: 284
- Títulos paralelos:
- Fotointerruptores moleculares: hacia el diseño racional de DASAs y Péptidos transmembrana fotomodulables
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Consuelo Jiménez Molero (presid.), Olalla Vázquez Vázquez (secret.), Pau Gorostiza Langa (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química por la Universidad de La Rioja
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Dialnet
- Resumen
- español
Esta tesis está enfocada en mejorar las propiedades fotocromáticas de interruptores moleculares tipo DASA (donor-acceptor Stenhouse adduct) y en lograr fotocontrolar por primera vez péptidos transmembrana utilizando azobencenos. En concreto, la presente tesis se divide en siete capítulos.
El primer capítulo ofrece una introducción histórica a la fotoquímica orgánica y, más concretamente, al fotocromismo.
El segundo capítulo revisa los estudios previos más relevantes sobre DASAs y sobre el uso de azobencenos para fotocontrolar péptidos. Por tanto, esta revisión pretende servir como referencia para el trabajo realizado en los siguientes capítulos.
Ante el contexto descrito anteriormente, el tercer capítulo describe los objetivos de la investigación realizada en esta tesis.
El cuarto capítulo se centra en desplazar al rojo la longitud de onda de activación de los DASAs sustituyendo átomos de oxígeno por átomos de azufre. Siguiendo esta estrategia, se diseña una nueva familia de DASAs sensibles a longitudes de onda dentro de la ventana terapéutica.
Además, las propiedades fotocromáticas y las potenciales aplicaciones de cuatro candidatos seleccionados se estudian mediante espectroscopia de absorción resuelta en el tiempo.
En el quinto capítulo se logra fotocontrolar la topología de membrana de un péptido α-helicoidal mediante la incorporación de una molécula basada en el azobenceno en su estructura. La transición transmembrana/interfase que sufre el péptido tras su irradiación se caracteriza en detalle mediante espectroscopia infrarroja. Finalmente, se discute el futuro del proyecto estableciendo unas pautas a seguir.
El sexto capítulo presenta un breve resumen del trabajo realizado durante mi estancia de investigación en el laboratorio de Wiktor Szymański (Universidad de Groninga, Países Bajos). En concreto, este capítulo describe una nueva metodología para la síntesis de azobencenos controlados por luz visible y solubles en agua que hasta ahora eran inaccesibles.
Finalmente, el séptimo capítulo recoge las conclusiones derivadas de los resultados obtenidos en los capítulos anteriores destacando su relevancia en el campo de estudio de esta tesis.
- English
This thesis focuses on improving the photochromic properties of donor-acceptor Stenhouse adducts (DASAs) and achieving optical control of transmembrane peptides using azobenzene-based cross-linkers. Specifically, the present thesis is divided into seven main chapters.
The first chapter provides a historical introduction to organic photochemistry and, more specifically, to photochromism.
The second chapter motivates the work performed in this thesis by reviewing previous studies related to DASAs and surveying the most relevant literature on the use of azobenzenes to achieve peptide photocontrol. Therefore, this review is intended to serve as a reference for the subsequent chapters.
Against the background previously described, the third chapter outlines the research goal and objectives of this work.
The fourth chapter is focused on red-shifting the activation wavelengths of DASAs by rationally replacing oxygen with sulfur atoms. Following this approach, a new family of DASAs sensitive to wavelengths within the therapeutic window is designed. Besides, the photochromic properties of four selected candidates are studied via time-resolved absorption spectroscopy to evaluate their potential application.
In the fifth chapter, photocontrol of the membrane topology of an α-helical peptide is achieved for the first time by incorporating an azobenzenebased cross-linker in its structure. The light-induced transmembrane/interface transition undergone by the peptide is characterized by infrared spectroscopy. In addition, future directions of this research line are discussed.
The sixth chapter presents a brief summary of the work done during my short-term research stay in the Szymański Lab at the University of Groningen (The Netherlands). In particular, this chapter describes the synthesis of previously inaccessible water-soluble and visible lightcontrolled azobenzenes.
Finally, the seventh chapter draws together the conclusions from the previous chapters and highlights their significance to the field of study.
- español
