Resumen de Glico-oligoamidas catiónicas para el estudio de la interacción carbohidrato ADN
El estudio de las características estructurales a nivel atómico que regulan los procesos de interacción de los carbohidratos es un tema de creciente interés. En particular, en las últimas décadas, se ha puesto de manifiesto el reconocimiento carbohidrato-ADN, debido a la importancia de dicha interacción en multitud de sistemas biológicos. Los carbohidratos están presentes en numerosos antibióticos y agentes antitumorales que tienen como diana terapéutica el ADN. En algunos casos, se ha demostrado que el carbohidrato es el responsable de la selectividad de secuencia del fármaco. Al mismo tiempo, recientes avances en glicociencia, como son la caracterización de glicoproteínas nucleares, donde el carbohidrato actúa como regulador de la función proteíca, revelan la importancia de la búsqueda de nuevas herramientas para el estudio detallado esta interacción, carbohidrato-ADN. Sin embargo, la falta de conocimiento de los aspectos estructurales básicos que rigen la interacción y que pueden ser el origen de la selectividad y especificidad de la unión carbohidrato-ADN, hace que el diseño de nuevos ligandos eficaces con carbohidratos en su estructura sea una tarea compleja.
Estudios previos de nuestro grupo de investigación, exploraron el empleo del fenómeno de la cooperatividad de enlace de hidrógeno en carbohidratos en meio apolar, como herramienta para lograr unir carbohidratos a compuestos modelo con motivos de enlace de hidrógeno presentes en los surcos del ADN. De esta forma, se realizó una caracterización de los patrones de enlace de hidrógeno de carbohidratos, que se unían de manera eficiente al par de bases GC y a grupos fosfato gracias a estos enlaces de hidrógeno, en disolventes apolares. Para extender esta estrategia a sistemas más próximos a los biológicos, se diseñó un vector neutro, que era capaz de llevar carbohidratos estructuralmente sencillos a secuencias particulares del ADN. La estructura de este vector, de tipo oligoamida (Py--Py-Ind), se basó en la estructura de los antibióticos distamicina y netropsina (dos ligandos específicos del surco menor del ADN) y en el código de reconocimiento del ADN desarrollado por Dervan y colaboradores. De esta forma, la estructura del vector incluye dos pirroles (Py) enfrentados entre sí, unidos de forma opuesta mediante una molécula de ácido - aminobutírico (), que actúa como conector. En la posición carbono terminal, se colocó el carbohidrato objeto de estudio y el en nitrógeno terminal un indol (Ind), con intención de que se establecieran interacciones CH– entre ambos, que dieran lugar a una conformación plegada en forma de horquilla de la molécula en agua.
A pesar de que los estudios iniciales de la unión carbohidrato-ADN con el vector neutro fueron prometedores, surgieron varias limitaciones asociadas con el diseño inicial del vector neutro. Como consecuencia, el primer objetivo de esta tesis, fue diseñar un nuevo vector catiónico, que mejorara la solubilidad de los nuevos compuestos respecto de sus análogos neutros, mejorara la afinidad de estos por el ADN y mantuviera la selectividad de secuencia mostrada por los derivados neutros por los pares de bases AT/TA. Además, se pretendía que la modificación estructural Resumen 20 en el esqueleto general del vector fuese mínima para conservar las principales características del vector neutro inicial.
De acuerdo con estudios de Dervan y Sujiyama, la introducción de un grupo amino protonado (NH3 +) en la posición del fragmento -aminobutírico, aumentaba la afinidad de las poliamidas por el ADN y también la selectividad de secuencia. Así, se decidió reemplazar el conector -aminobutírico, por un derivado del ácido 3R,4- diamiobutírico, que supondría la introducción del grupo amino extra en el fragmento ( [3(R)NH3 +]). De esta forma, se mantendría el núcleo de la estructura similar al vector neutro, permitiendo realizar un estudio comparativo entre los dos tipos de ligando, el neutro y el catiónico. Para probar la efectividad del nuevo derivado, se diseñó una ruta sintética apropiada para la preparación de la nueva glico-oligoamida catiónica de D-xilosa (2). Además por motivos comparativos, también se sintetizó la glico-oligoamida neutra derivada
