Desarrollo de sistemas de transglicosilación enzimática como herramienta para la generación de compuestos bioactivos

Abstract

Los glicósidos son moléculas ampliamente distribuidas en la naturaleza, que han demostrado poseer variadas actividades biológicas. En algunos casos esa actividad viene dada por la estructura global de la molécula; en otros, el residuo glicosídico puede ser importante para la actividad biológica, ya sea para aumentar la potencia de la misma o para mejorar los parámetros farmacocinéticos de la molécula cuando es utilizada como fármaco. La glicosilación enzimática es una potente herramienta para la generación de glicósidos. Las glicosidasas, usadas en las condiciones adecuadas, son capaces de transferir una unidad de grupo glicosilo de una molécula dadora a otra que lo acepta. En esta tesis, con el fin de sintetizar glicósidos con potencial actividad biológica, se estudiaron sistemas de transglicosilación utilizando como catalizadores la -galactosidasa de Aspergillus oryzae y la -glucosidasa de almendras. Como moléculas aceptoras de grupo glicosilo se seleccionaron dos alcoholaminas (3-amino-1-propanol y 1-amino-2-propanol) e hidroxiurea. Se logró sintetizar, purificar e identificar el compuesto 3-aminopropil- -Dgalactopiranósido utilizando lactosa como dador de grupo galactosilo, 3-amino-1-propanol como aceptor y -galactosidasa (6 UE/mL), a pH 5.5, 50 C y 24 hs de reacción. Las concentraciones óptimas seleccionadas fueron 100 mM de lactosa y 500 mM de 3- aminopropanol. La lactosa también demostró ser aceptor del sistema de transglicosilación dando lugar a la formación de un trisacárido que fue identificado como o- -Dgalactopiranosil-( 1,4)- -D-galactopiranosil-(1,4)- -D-glucopiranósido. Si bien los dos productos formados no mostraron ser mejores inhibidores de galectina 1 que la lactosa, lo que los descarta como posibles agentes antitumorales, el 3-amino-propil--Dgalactopiranósido es una molécula muy interesante desde el punto de vista químico, dado que constituye una galactosa funcionalizada con un grupo amino de alta reactividad. Tanto el 1-amino-2-propanol como la hidroxiurea no pudieron ser glicosilados utilizando los sistemas de transglicosilación propuestos, lo que hace pensar que no son buenos aceptores para el sistema. El 1-amino-2-propanol es un alcohol secundario lo que estaría confirmando el hecho de que esta -galactosidasa tiene alta selectividad para alcoholes primarios que son más reactivos. . El hecho de que la hidroxiurea no sea buen aceptor en ambos sistemas de transglicosilación podría estar relacionado con su estructura, ya que es probable que la cercanía del grupo amino, afecte la nucleofilia del hidroxilo. A su vez, es posible que el grupo carbonilo fuertemente electrófilo limite la electronegatividad del grupo hidroxilo disminuyendo así su nucleofilia. En estos casos, ambos aceptores, el 2- amino-1-propanol y la hidroxiurea demostraron ser inhibidores de la -galactosidasa de Aspergillus oryzae . Sin embargo ésta no es la causa de que no sea posible la glicosilación de los mismos, ya que los valores de las constantes de inhibición son muy elevados y en ambos casos se observó la síntesis del trisacárido antes mencionado. El desarrollo de esta tesis generó un mayor conocimiento de los sistemas de transglicosilación estudiados, lo que constituye un insumo para el diseño de próximas síntesis de glicósidos catalizadas por estas enzimas.