• Título:  DESIGNED METALLOPEPTIDES AS TOOLS IN CHEMICAL BIOLOGY
• Autor:  Barka , Ghofrane
• Universidad:  Universidad de Santiago de Compostela
• Departamento:  Escuela de Doctorado Internacional de la Universidad de Santiago de Compostela
• Fecha de Lectura:  15/12/2017
• Programa de doctorado:  Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Química por la Universidad de Santiago de Compostela y la Universidad de Vigo
• Dirección: 
  • VAZQUEZ SENTIS, EUGENIO (DIRECTOR)
  • VAZQUEZ LOPEZ, MIGUEL (CODIRECTOR)
• Tribunal: 
  • Alfonso Rodríguez, Ignacio (PRESIDENTE)
  • Pazos Chantrero, Elena (SECRETARIO)
  • LÓPEZ GARCIA, FERNANDO JOSÉ (VOCAL)
• Descriptores: 
  • AMINOACIDOS
  • QUIMIOTERAPIA
  • PEPTIDOS
  • COMPUESTOS COORDINADOS
• Localización:  BIBLIOTECA XERAL USC
• 361536_1034030.pdf
• Resumen:
  El mapeado del genoma humano ha proporcionado una gran cantidad de información y objetivos potenciales en el ADN, estimulado la búsqueda de nuevos agentes de unión al mismo. Entre los agentes clásicos de reconocimiento específico del ADN destacan las moléculas orgánicas pequeñas. Sin embargo, la mayoría de los compuestos estudiados hasta la fecha presentan muchas limitaciones, entre las que destacan los problemas de especificidad en la secuencia de unión de ADN (toxicidad), así como problemas de estabilidad química y para su internalización en las células, que dificultan su aplicación terapéutica. Los estudios sobre complejos metálicos como agentes de unión al ADN son menos numerosos en comparación con los realizados sobre moléculas orgánicas pequeñas, debido principalmente a su elevada labilidad en medio fisiológico, a la deficiente biocompatibilidad de sus ligandos precursores y sobre todo a los procesos de síntesis poco flexible que dificultan la obtención de análogos para la realización de estudios sistemáticos de estructura/actividad. Los complejos de Ru(II) son particularmente atractivos como sondas y sensores de ADN aplicables en técnicas de imagen molecular, puesto que son altamente solubles en agua, poseen una gran estabilidad cinética y presentan longitudes de onda de excitación y emisión relativamente elevadas que permiten su utilización en tejidos biológicos, opacos a longitudes de onda UV y visible cercano. Además, sus bandas de emisión son sensibles a la interacción con el ADN, lo que los convierte en sensores de gran potencial. Debido a ello, los últimos años se han descrito multitud de complejos mononucleares de Ru(II), ejemplos de sistemas dinucleares e incluso precedentes de péptidos conjugados a complejos mononucleares polipiridínicos de Ru(II) con propiedades de unión al B-ADN, aunque en todos los casos los complejos metálicos son componentes estructuralmente aislados del fragmento peptídico. Recientemente, se ha comprobado que los complejos polipiridínicos de Ru(II) derivados del ligando dipirido [3,2-a: 2',3'-c] fenazina (dppz), son capaces de insertarse entre pares de bases no complementarias. Diversos estudios sugieren que el aumento de la emisión fluorescente que experimentan estos complejos al insertarse es mayor que cuando se intercalan, lo cual puede ser usado para detectar desajustes en el ADN. Es necesario indicar que el desarrollo de métodos de detección de pares de bases no complementarias en el ADN es un objetivo muy importante dentro del proceso de desarrollo de nuevos métodos terapéuticos y de diagnosis para el cáncer, ya que, la existencia de deficiencias en el mecanismo de reparación de desajustes en el ADN de las células es directamente proporcional a la presencia de estos errores de emparejamiento, lo que a su vez está relacionado con diferentes tipos de cáncer. Por otra parte, los péptidos son una clase de compuestos de enorme interés en el área de Química Biológica. En sus orígenes, el diseño de péptidos y proteínas se enfocó en la obtención de sistemas pequeños que permitieran entender su mecanismo de plegamiento. Posteriormente, comenzaron a construirse sistemas dotados de propiedades y funcionalidades específicas. Recientemente, los métodos de síntesis de péptidos y la expresión de proteínas, han permitido manipular las secuencias de aminoácidos para obtener nuevas proteínas ¿de novo¿ o modificar proteínas naturales de forma programada. La estructura secundaria y terciaria de las proteínas está estabilizada por interacciones no covalentes o por enlaces coordinados metal-ligando. Por otra parte, los péptidos, al ser más pequeños que las proteínas, suelen tener más dificultades para configurar un núcleo hidrofóbico que estabilice su estructura. Una alternativa para la obtener péptidos estructurados es explotar los enlaces metal-ligando a través del ensamblaje de secuencias peptídicas equipadas con cadenas laterales capaces de coordinar iones metálicos en las posiciones adecuadas. Para ello podemos hacer uso de los aminoácidos naturales o bien, de aminoácidos coordinantes artificiales. La gran ventaja de los aminoácidos coordinantes artificiales sobre los naturales es que éstos pueden orientar más de un átomo dador hacia el mismo ión metálico, actuando como ligandos quelato. Existen numerosos ejemplos de metalopéptidos artificiales en bibliografía que presentan diferentes funcionalidades, como agentes de unión al ADN y proteínas, agentes antitumorales, sondas para imagen molecular, entre otros. De forma general se puede decir que los metalopéptidos combinan las propiedades de unión al ADN de los complejos metálicos con las posibilidades de unión específica que ofrecen los péptidos a través de contactos específicos entre las cadenas laterales del esqueleto peptídico y los pares de bases del ADN. En este contexto, la molécula bidentada heteroaromática Bpy es uno de los ligandos más utilizados en Química de Coordinación y Supramolecular. Se trata de una base de Lewis frontera caracterizada por presentar una alta afinidad por una gran variedad de cationes metálicos del bloque d debido a su capacidad quelatante y de actuar como aceptor-¿. Las grandes ventajas coordinativas que presenta la Bpy frente a los grupos presentes en las cadenas laterales de los aminoácidos naturales, justifican su utilización en el diseño y síntesis de metalopéptidos artificiales bioactivos. En este trabajo de tesis doctoral se ha sintetizado una serie de metalopéptidos de Ru (II) que contienen el ligando dppz mediante métodos de síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS). Los estudios espectroscópicos indican que la funcionalización de estos complejos con una secuencia de oligoarginina provoca un cambio drástico en su modo de unión al ADN y un gran aumento de la afinidad de estos metalopéptidos por oligonucleótidos de ADN bien ensamblados frente a los que presentan bases desemparejadas en su secuencia. Además, los datos espectroscópicos sugieren que tanto la funcionalización de los complejos con oligoarginina como la naturaleza de los ligandos auxiliares no provocan un aumento de la selectividad de estos metalopéptidos por un tipo particular de error en oligonucleótidos de ADN con fallos. Por último, estudios de microscopía de fluorescencia indican que la funcionalización con oligoarginina causa la internalización eficiente de estos metalopéptidos en células Vero, causando la muerte celular apoptótica después de pocas horas.