Inhibidores de la siquimato quinasa para el tratamiento de infecciones bacterianasdiseño, síntesis y evaluación biológica

Abstract

Esta tesis doctoral se centra en el desarrollo de nuevos antibióticos para el tratamiento de infecciones bacterianas, su acción se basa en la inhibición selectiva y eficaz de una ruta esencial en bacterias y que no está presente en los animales, la biosíntesis de los aminoácidos aromáticos. En concreto, se pretende bloquear la acción de la Siquimato Quinasa, quinto enzima de esta ruta, esencial en bacterias patógenas relevantes tales como M. tuberculosis , el bacilo causante de la tuberculosis, y H. pylori , responsable de las úlceras de estómago y gastroduodenales y que en algunos casos provoca cáncer.. En primero lugar, se estudió el mecanismo de transferencia2 de fosforilo de la Siquimato Quinasa, mediante un método sencillo y rápido de RMN de 1H y 31P que permite la eluciación del posible mecanismo disociativo, de aplicación a otras quinasas. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que la reacción transcurre mediante un mecanismo disociativo con la formación en primer lugar de un intermedio metafosfato, intermedio que con posterioridad sufre el ataque nucleófilo del carbono C3 del ácido siquímico. A continuación, se realizaron estudios mediante modelización molecular para la búsqueda de aquellos compuestos que compitan con el sustrato natural y estabilizen la conformación abierta1 y cerrada3 del enzima. Se utilizaron las estructuras cristalinas disponibles y se usaron programas de docking y mecánica molecular y se abordó la síntesis de los mismos mediante estrategias sencillas y versátiles. La evaluación biológica de los compuestos permitió una optimización del diseño. Con aquellos análogos que resultaron biológicamente más interesantes se realizaron estudios estructurales más detallados (RMN, difracción de rayos X) que permite conocer en más profundidad las interacciones de los inhibidores y optimizar los resultados obtenidos. Se obtuvieron diversos inhibidores competitivos reversibles, análogos del sustrato natural, en el rango nM. 1. Blanco, B.; Prado, V.; Lence, E.; Otero, J. M.; Garcia-Doval, C.; van Raaij, M. J.; Llamas-Saiz, A. L.; Lamb, H.; Hawkins, A. R.; González-Bello, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12366–12376. 2. Prado, V.; Lence, E.; Vallejo, J. A.; Beceiro, A.; Thompson, P.; Hawkins, A. R.; González-Bello, C. Chem. Eur. J. 2016, 22, 2758–2768. 3. Prado, V.; Lence, E.; Maneiro, M.; Vázquez-Ucha, J. C.; Beceiro, A.; Thompson, P.; Hawkins, A. R.; González-Bello, C. J. Med. Chem. 2016, 59, 5471–5487.