[spa] En esta Tesis Doctoral, titulada “Escuaramidas inductoras de plegamiento en
compuestos peptidomiméticos: Diseño, síntesis y estudios conformacionales”,
se recoge el desarrollo de varios módulos escuaramídicos de plegamiento y su
uso en el diseño y síntesis de compuestos peptidomiméticos.
En primer lugar se han estudiado las propiedades conformacionales de tres
compuestos escuaramídicos de estructura minimalista que podrían plegarse
debido a la formación de un enlace de hidrógeno intramolecular. Estos
compuestos contienen grupos funcionales que permiten el acoplamiento del
módulo de plegamiento a cadenas peptídicas, lo que los hace adecuados para
el desarrollo de compuestos peptidomiméticos. La principal diferencia entre los
tres compuestos reside en el número de átomos que constituirían el ciclo
formado por el enlace de hidrógeno intramolecular. En base a los resultados
obtenidos se ha establecido la estructura básica de un nuevo módulo
escuaramídico de plegamiento, que se ha utilizado en el diseño y síntesis de un
compuesto pseudopeptídico lineal de mayor tamaño. El estudio conformacional
de éste indica que el módulo de plegamiento induce en cierta proporción el
plegamiento de la estructura.
En el siguiente paso se han mejorado los módulos de plegamiento
escuaramídicos desarrollados previamente, tanto en la primera etapa de este
trabajo como en trabajos previos llevados a cabo en nuestro grupo de
investigación. Sustituyendo un NH escuaramídico por un grupo N-Me se ha
mejorado considerablemente la capacidad de plegamiento de los módulos
escuaramídicos. De esta forma se ha demostrado que una unidad escauramida
secundaria - terciaria es más adecuada para inducir el plegamiento de
estructuras lineales que una escuaramida disecundaria.
El módulo de giro mejorado ha sido utilizado en el diseño y síntesis de dos
estructuras tipo horquilla , una paralela y otra antiparalela. El estudio de sus
propiedades conformacionales muestra que estas estructuras se pliegan de
forma más efectiva que el pseudopéptido anterior, lo que confirma la mejora del
módulo de giro.
Mediante una nueva modificación de la estructura escuaramídica de
plegamiento se ha obtenido una unidad de giro directamente insertable en
secuencias peptídicas. Utilizando condiciones habituales de síntesis peptídica
en fase sólida se ha podido sintetizar un mimético de horquilla de estructura
más extensa que las anteriores, formado por el módulo de giro y diez residuos
de -aminoácidos. Sus propiedades conformacionales se han estudiado en
disolución acuosa y se ha observado la presencia mayoritaria de dos
confórmeros tipo horquilla antiparalela que se diferencian principalmente en
la zona de giro. En un cofórmero el giro está formado por un ciclo de diez
miembros y en el otro por un ciclo de trece, tal como sucede en los giros y
naturales, respectivamente.
También se ha insertado el módulo de giro escuaramídico en un precursor
lineal para inducir el plegamiento de la estructura y favorecer así una reacción
de macrociclación. De esta forma se ha obtenido un mimético RGD
macrocíclico.
Además, se han realizado estudios de interacción con diferentes sales. Los
resultados obtenidos indican que el plegamiento de estructuras escuaramídicas
solo inhibe la interacción de la unidad escuaramída con aniones cuando el
confórmero plegado está completamente poblado.
[cat] En aquesta Tesi Doctoral, titulada, “Esquaramides inductores de plegament
en composts peptidomimètics; Disseny, síntesis y estudis conformacionals”, es
recull el desenvolupament de varis mòduls esquaramídics de plegament y el
seu ús en el disseny i síntesi de composts peptidomimètics.
En primer lloc s’han estudiat les propietats conformacionals de tres composts
esquaramídics d’estructura minimalista que podrien plegar-se degut a la
formació d’un enllaç d’hidrogen intramolecular. Aquests composts contenen
grups funcionals que permeten l’acoblament del mòdul de plegament a
cadenes peptídiques, el que els fa adequats pel desenvolupament de composts
peptidomimètics. La principal diferència entre els tres composts resideix en el
nombre d’àtoms que constituirien el cicle format per l’enllaç d’hidrogen
intramolecular. En base als resultats obtinguts s’ha establert l’estructura bàsica
d’un nou mòdul esquaramídic de plegament, que s’ha utilitzat en el disseny i
síntesi d’un composts pseudopeptídic lineal de major mida. El seu estudi
conformacional indica que el mòdul de plegament indueix en certa proporció el
plegament de l’estructura.
La següent passa va ser la millora dels mòduls de plegament esquaramídics
desenvolupats prèviament, tant a la primera etapa d’aquest treball com a
treballs previs duts a terme al nostre grup d’investigació. Substituint un NH
esquaramídic per un grup N-Me s’ha millorat considerablement la capacitat de
plegament dels mòduls esquaramídics. D’aquesta manera s’ha demostrat que
una unitat esquaramida secundaria - terciària és més adequada per induir el
plegament d’estructures lineals que una esquaramida disecundaria.
El mòdul de gir millorat ha estat utilitzat en el disseny i síntesi de dos
estructures tipo forquilla , una paral·lela i una altre antiparal·lela. L’estudi de
les seves propietats conformacionals mostra que aquestes estructures
s’apleguen de forma més efectiva que el pseudopèptid anterior, confirmant la
millora del mòdul anterior.
Mitjançant una nova modificació de l’estructura esquaramídica de plegament
s’ha obtingut una unitat de gir directament inserible a seqüencies peptídiques.
Utilitzant condicions habituals de síntesi peptídica en fase sòlida s’ha pogut
sintetitzar un mimètic de forquilla d’estructura més extensa que les anteriors,
format pel mòdul de gir y deu residus de -aminoácids. Les seves propietats
conformacionals s’han estudiat en dissolució aquosa y s’ha observat la
presència majoritària de dos confórmers tipus forquilla antiparal·lela que es
diferencien principalment en la zona de gir. A un dels confórmers el gir està
forma per un cicle de deu membres i a l’altre per un cicle de tretze, tal com es
dóna en els girs y naturals, respectivament.
També s’ha inserit el mòdul de gir esquaramídic a un precursor lineal per
induir-ne el plegament y afavorir així una reacció de macrociclació. D’aquesta
manera s’ha obtingut un mimètic RGD macrocíclic.
A més, s’han realitzat estudis d’interacció amb diferents sals. Els resultats
obtinguts indiquen que el plegament d’estructures esquaramídiques només
inhibeix la interacció de la unitat esquaramida amb anions quant el confórmer
plegat està completament poblat.
[eng] This Doctoral Thesis, entitled “Squaramides as folding promoters in
peptidomimetic compounds: Design, synthesis and conformational studies”,
describes the development of squaramidic folding modules and their use in the
design and synthesis of peptidomimetic compounds.
Firstly, three minimalist squaramidic compounds have been synthesized and
their conformational properties have been evaluated. These compounds contain
functional groups that could promote folding induced by the formation of an
intramolecular hydrogen bond in peptomimetic compounds, since these
functional groups allow the coupling of the foldable module to peptidic chains.
These three compounds differ in the chain length that link the hydrogen bond
donor and acceptor groups. The conformational study has permitted to
determine the best foldable module and it has been inserted in a linear
peptomimetic structure to evaluate its ability to induce the folding of the
structure, behaving like a -turn mimetic. However, the outcome of this design
proved to be flexible and gives a mixture of folded and non-folded conformers in
solution.
In order to improve the the folding capabilities of the squaramidic modules
developed at the beginning of this thesis, as well as those developed before in
our research group, we proposed a new design. In it, one of the squaramidic
NH groups has been substituted by an N-Me group and the folding ability of the
modules has been considerably increased. These results have demonstrated
that a secondary - tertiary squaramide is better than a disecondary squaramide
to induce the folding of a linear structure.
The new turn module has been used in the design and synthesis of a parallel
and an antiparallel -hairpin like structures. Their conformational properties
have been evaluated, confirming that the turn module has been improved and
the folded structures are the main conformers in solution.
The developed structure of the turn module formed by a secondary - tertiary
squaramide unit has been conveniently modified again to be able to insert it in a
peptide sequence. A larger -hairpin mimetic, formed by ten amino acids and
the folding module, has been prepared by a conventional solid-phase
procedure. This new peptidomimetic compound has been studied in aqueous
solution and two main species have been observed, being both antiparallel -
hairpin structures. One of the conformers is the structure proposed in the
design, with the turn module mimicking a natural -turn. In the other conformer
the turn region is analogous to a natural -turn, constituted by a thirteen
membered cycle.
This third -turn module has also been inserted in a linear precursor to
induce the folding of the structure, favoring by this way a macrocyclization
reaction. A macrocyclic RGD mimetic has been obtained using this strategy.
In addition, interaction studies with different salts have been performed.
These studies reveal that the interaction between the squaramide of a foldable
module and an anion is inhibited only when the folded conformation is
completely populated.