Diseño, síntesis y evaluación de tiodisacáridos miméticos de lactosa : inhibición de una β-galactosidasa - Dada, Lucas Andrea (2022)
La búsqueda de nuevos inhibidores de enzimas involucradas en procesos biológicos claves es un área en auge que ha promovido avances sustanciales en glicobiología. Entre los glicomiméticos desarrollados para investigar estos procesos, los tiodisacáridos, obtenidos mediante reemplazo por azufre del átomo de oxígeno del enlace interglicosídico, se han posicionado como buenos targets. Dada la similitud estructural con sus análogos naturales, suelen ser reconocidos por las enzimas, pero generalmente son más resistentes a la hidrólisis y a los procesos metabólicos que sus contrapartes naturales y, en muchos casos, actúan como inhibidores de las mismas. Por estos motivos, la síntesis de tiodisacáridos ha atraído considerable atención y, en los últimos años, se han desarrollado procedimientos sintéticos novedosos para obtenerlos mediante secuencias eficientes y altamente diastereoselectivas. Considerando la relevancia biológica y el potencial terapéutico de estos compuestos como inhibidores enzimáticos y herramientas en glicobiología, se planteó como objetivo de esta Tesis el diseño y síntesis de bencil 3-desoxi-4-tiodisacáridos con construcción estereoselectiva del enlace tioglicosídico. Estas moléculas se diseñaron con modificaciones específicas basadas en estudios previos del laboratorio, en particular, en la estructura del anillo piranosídico del extremo reductor e introduciendo sustituyentes en el anillo aromático del bencilo anomérico. Para la construcción del enlace tioglicosídico se emplearon enonas de azúcares (2-benciloxi- dihidropiranonas quirales) como precursoras del extremo reductor de los tiodisacáridos y que portaban grupos electrodonores o electroatractores en el bencilo. También, con el fin de introducir un grupo acetamido en el C-2, en reemplazo del HO-2, se sintetizaron las oximas derivadas de las enonas. Estos sistemas α,β-insaturados (enonas y oximas) se emplearon como aceptores en la adición conjugada de la 1-tiogalactosa, en la cual se lograba la construcción del enlace tioglicosídico regio- y diastereoselectivamente. Uno de los pasos de la secuencia sintética completa, que lleva desde las enonas hasta los tiodisacáridos libres, involucraba la reducción de un grupo carbonilo (u oxima), reacción que generaba dos tiodisacáridos con configuración opuesta en C-2. Esto permitió estudiar la influencia de dicho estereocentro en la inhibición. En el caso de la oxima, su reducción producía un grupo amino en C-2, obteniéndose 2-amino-2,3- didesoxi-4-tiodisacáridos. Este procedimiento constituye una metodología novedosa para sintetizar este tipo de tiodisacáridos. Todos los compuestos libres obtenidos se evaluaron como inhibidores de la β-galactosidasa de E. coli, una enzima paradigmática de amplio uso en glicobiología. Se llevaron a cabo estudios de cinética enzimática y se determinó la constante de inhibición (Ki) y el tipo de inhibidor. Se obtuvieron inhibidores competitivos, no competitivos y mixtos con valores de Ki en el rango de 14-180 μM. Cabe destacar que, entre los tiodisacáridos descriptos en literatura, algunos de estos resultaron ser los inhibidores más potentes. Se lograron correlacionar las modificaciones estructurales con el potencial inhibidor de los tiodisacáridos.