Estudios sintéticos para la obtención de tiodisacáridos unidos (1→3) con residuos de GlcNAc : aplicación a la construcción de ligandos multivalentes sobre plataformas de resorcinar...

• Autores: Cristófalo, Alejandro Ezequiel
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Uhrig, María Laura
• Materia: TIODISACARIDOS; N-ACETILGLUCOSAMINA; RESORCINARENO; VINIL AZIDA; REACCION CLICK; LIGANDOS MULTIVALENTES; ACIDO HIALURONICO; THIODISACCHARIDES; N-ACETYLGLUCOSAMINE; RESORCINARENE; VINYL AZIDE; CLICK REACTION; MULTIVALENT LIGANDS; HYALURONIC ACID
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El desarrollo de metodologías para la obtención de tiodisacáridos representa en la actualidad mucho más que un desafío sintético. Esto se debe a la potencialidad de estos compuestos como herramientas en el estudio de procesos de reconocimiento carbohidrato-proteína que desencadenan una amplia variedad de eventos biológicos. En este trabajo de tesis se han explorado distintos enfoques sintéticos para obtener tiodisacáridos unidos (1→3) conteniendo residuos de N-acetilglucosamina (GlcNAc). La GlcNAc es un azúcar relevante por su ubicuidad en las cadenas N- y O-glicosídicas de las glicoproteínas y también por ser componente principal de los glicosaminoglicanos. En primer lugar, se optimizó una metodología one-pot para obtener alquinil tioglicósidos de GlcNAc. La elección de GlcNAc como azúcar precursor presentó desafíos adicionales debido a la participación del grupo acetamido de C-2 en una variedad de reacciones secundarias. La estrategia para la síntesis de tiodisacáridos enlazados (1→3) requirió una doble inversión de la configuración del C-3 de la GlcNAc. Estos estudios condujeron primero a la obtención de análogos de N-acetilalosamina (AllNAc). Para sintetizar los tiodisacáridos β-S-GlcA(1→3)GlcNAc, mimético de la estructura repetitiva del ácido hialurónico, y β-S-Gal(1→3)GlcNAc, estructuralmente relacionado al keratán sulfato, se debió rediseñar la estrategia antes mencionada. La reacción clave fue el desplazamiento SN2 de un grupo triflato ubicado en la posición 3- de un precursor de configuración allo que poseía un grupo azida en el C-2, por las tioaldosas convenientemente protegidas derivadas de ácido glucurónico (GlcA) y galactosa (Gal). Durante el estudio de esta reacción, se descubrió la formación de una vinil azida como producto secundario que resultó, a su vez, un precursor clave para la obtención de una nueva clase de 2,3-didesoxi-2-azido-(1→2) tiodisacáridos a través de una reacción de adición. A lo largo de este trabajo también se sintetizaron otros tiodisacáridos de estructura novedosa, como por ejemplo, β-S-GlcA(1→3)AllNAc. Por otro lado, se exploró la síntesis de resorcinarenos por condensación de resorcinol con aldehídos de diferente largo de cadena y su subsecuente funcionalización con espaciadores conteniendo grupos azida terminales. De este modo se obtuvieron plataformas útiles para la construcción de ligandos multivalentes por química click, que dieron lugar, en una primera etapa, a ligandos octavalentes de S-GlcNAc y S-AllNAc. Se estudió la interacción de estos compuestos con la proteína WGA. Posteriormente, el tiodisacárido β-S-GlcA(1→3)GlcNAc se funcionalizó con un grupo tiopropargilo, y el producto se utilizó para sintetizar un ligando octavalente de carácter anfifílico sobre la plataforma de resorcinareno. Finalmente, se estudió la interacción de este compuesto con la proteína langerina, receptora de ácido hialurónico, utilizando espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear por Diferencia de Transferencia de Saturación (RMN-STD) y Dispersión Dinámica de Luz (DLS).
Nowadays, the development of methodologies to obtain thiodisaccharides is far beyond a synthetic challenge. This fact relies on their potential as tools for the study of carbohydrate-protein recognition processes that triggers a wide range of biological events. In this thesis, different synthetic approaches for the construction of (1→3) thiodisaccharides bearing N-acetylglucosamine (GlcNAc) residues were explored. GlcNAc is a relevant sugar, as it is ubiquitous in the N- and O-glycosidic chains of glycoproteins and in glycosaminoglycans. First, a one-pot method to obtain alkynyl thioglycosides of GlcNAc was developed. The choice of GlcNAc as sugar precursor posed extra challenges because of the C-2 acetamido group participation to give a variety of side reactions. The synthetic strategy to obtain the (1→3) thiodisaccharides required a double inversion of the GlcNAc C-3 configuration. These studies led first to N-acetylallosamine (AllNAc) analogues. In order to synthesize β-S-GlcA(1→3)GlcNAc, mimetic of the hyaluronic acid repetitive unit, and β-S-Gal(1→3)GlcNAc, structurally related to keratan sulphate, it was necessary to revisit the mentioned strategy. The key reaction was the SN2 displacement of a triflate group allocated at the 3-position of an allo-configured precursor bearing an azido group in C-2, by the conveniently protected thioaldoses derived from glucuronic acid (GlcA) and galactose (Gal). Importantly, while studying this reaction, the formation of a vinyl azide side product was discovered and also its serendipitous participation as precursor of a new kind of 2,3-dideoxy-2-azido-(1→2) thiodisaccharides through an addition reaction was described. In this work other novel thiodisaccharides, such as β-S-GlcA(1→3)AllNAc, were synthesized. Furthermore, the synthesis of resorcinarenes by condensation of resorcinol with different aldehydes was explored. These were subsequently functionalized with linkers having terminal azido groups to obtain useful scaffolds for the construction of multivalent ligands by click chemistry. On the one hand, these scaffolds were used to synthesize octavalent ligands bearing S-GlcNAc and S-AllNAc residues. The interaction of these compounds with the protein WGA was studied. On the other hand, the β-S-GlcA(1→3)GlcNAc thiodisaccharide functionalized with a thiopropargyl group, was used to synthesize an amphiphilic octavalent ligand on the resorcinarene scaffold. Finally, the interaction of the latter with langerin (a lectin for hyaluronic acid) was studied using Saturation Transfer Difference Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (STD-NMR) and Dynamic Light Scattering (DLS).
Fil: Cristófalo, Alejandro Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.