Síntesis de sustratos del surco menor del ADN con estructura tipo glico-oligoamida

Resumen

La importancia del estudio de los requerimientos estructurales de la interacción carbohidrato-ácido nucléico está avalada por el papel importante que juega la estructura oligosacarídica de un número de familias de antibióticos cuya diana son los surcos del DNA. En concreto, los carbohidratos presentes en las estructuras de algunos potentes antitumorales, por ejemplo, en la familia de las calicheamicinas que interaccionan con el surco menor del ADN son, en sí mismos, responsables de la afinidad y especificidad del fármaco por determinadas secuencias de ADN. También se ha demostrado que el oligosacárido de la calichemicina no sólo inhibe la formación de complejos proteína-ADN in vitro, sino que también es capaz de desplazar algunos complejos proteína-ADN ya formados previamente. En la actualidad existen muy pocos estudios, a nivel molecular, de las características estructurales de esta interacción por lo que las bases moleculares de la interacción carbohidrato - ácido nucleico no son conocidas. El objetivo de esta tesis doctoral es la síntesis de glico-oligoamidas (sustratos del surco menor del ADN) para obtener información sobre las fuerzas intermoleculares que rigen este proceso de asociación. Con este mismo objetivo, en trabajos realizados previamente en el grupo de investigación se han sintetizado glico-oligoamidas derivadas de galactosa, glucosa, xilosa y fucosa; y se han realizado estudios por Resonancia Magnética Nuclear con el objetivo de conocer cual es la conformación de las glico-oligoamidas en estado libre y en estado asociado, así como las propiedades de unión con el ADN de estos nuevos ligandos. El primer trabajo realizado en el laboratorio en esta tesis doctoral fue la optimización de la síntesis de las glico-oligoamidas, realizando una ruta sintética general en la que la estrategia consiste en la obtención de la oligoamida aromática completa, con posterior acoplamiento de ésta con la amina del azúcar. En segundo lugar y tras los resultados tan favorables obtenidos, en los que se concluyó que las glico-oligoamidas eran ligandos del ADN en el surco menor, se decidió sintetizar una segunda familia de glico-oligoamidas modificadas, con el fin de obtener ligandos multivalentes, así como tener la posibilidad de usar este tipo de moléculas como vehículos, para introducir en el organismo moléculas con diferentes propiedades, como por ejemplo antitumorales. Para el diseño de estos nuevos ligandos se decidió modificar la oligoamida en el metilo del pyrrol adyacente al azúcar. La elección de la posición a modificar se basó en los resultados conformacionales obtenidos mediante experimentos de STD de nuestras glico-oligoamidas unidas al ADN. Para la modificación en esta posición se eligió una cadena de 11 carbonos. La elección de la longitud de la cadena se hizo pensando en que al formar el dímero de la oligoamida la longitud de la cadena alquílica fuera suficiente de modo que las dos oligoamidas se pudieran unir al surco menor del ADN. Con respecto a la optimización de la síntesis de las glico-oligomaidas, se consiguió la optimización de cada paso hasta tener unos buenos rendimientos y por último, tras probar con diferentes reactivos, se consiguió el acoplamiento entre la amina del azúcar y el fragmento de oligoamida activado con HOAt (1-Hydroxy-7-azabenzotriazole) con rendimientos entre el 75% y el 95%. Con respecto la obtención de los ligandos modificados se han sintetizado compuestos con un segundo centro de interacción de tipo calix-4-areno. Con respecto la obtención de los ligandos modificados, la estrategia de síntesis elegida fue la de introducir la cadena alquílica en el primer paso de síntesis y una vez obtenido el primer pyrrol, se desarrolla una ruta sintética análoga a la optimizada para las glico-oligoamidas sencillas. Tras la obtención de estos compuestos, se ha procedido al estudio de su conformación en estado libre por técnicas de RMN y se ha comenzado a estudiar la interacción de los mismos con ADN. BIBLIOGRAFIA 1) Jason N. Martin, Eva M. Muñoz, Carolina Schwergold, Florence Souard, Juan Luis Asensio, Jesús Jiménez-Barbero, Javier Cañada and Cristina Vicent; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9518-9533 2) Krugh, T.R.Curr.Opin.Struct.Biol. 1994, 4, 351-364 3) Kahne, D. Chem. Biol. 1995, 2, 7-12 4) Kirschning, A., Bechthold, A.F.-W, Rohr, J.Top. Curr. Chem. 1997, 184, 1-84 5) Walter, S., Valentine, K. G., Kahne, D. J. Am. Chem. Soc.1990, 112, 6428-6429 6) Drak, J., Iwasawa, N., Danishefsky, S., Crothers, D. M. Proc. 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