Diseño de moléculas con actividad biológicasíntesis e implicaciones en química supramolecular

Abstract

Uno de los grandes desafíos dentro de la Química Supramolecular es conseguir imitar el comportamiento de las biomoléculas. Para ello, es necesario el diseño de compuestos sintéticos que tengan gran afinidad y selectividad entre ellos (anfitriones y huéspedes). En esta disciplina, el reconocimiento molecular para la formación de complejos mediante uniones no covalentes establece la base de la química anfitrión-huésped. Los cucurbit [n] urilos son macrociclos con alta rigidez estructural que pueden formar complejos supramoleculares en disolución acuosa con afinidad y selectividad superiores a la de otros anfitriones. Así son capaces de alojar en su interior huéspedes con diferentes estructuras, grupos funcionales y con o sin carga. Además su baja toxicidad los hace realmente interesantes para el control de procesos biológicos, la administración de fármacos, la modificación de biomoléculas, entre otras aplicaciones biológicas. En esta tesis doctoral, la estrategia a seguir incluye tanto la caracterización como el diseño y desarrollo de sistemas para la liberación supramolecular activada con luz de huéspedes de interés biológico de sus complejos con cucurbit [n] urilos en agua. Para ello se utiliza un compuesto fotoactivo cuya entrada en el macrociclo está impedida inicialmente pero que tras ser irradiado genera una especie competidora que desplaza al huésped fuera de la cavidad. El primero de los sistemas que se presenta en este trabajo consiste en el uso de un competidor protegido en primera instancia con un grupo protector fotosensible para la liberación activada por luz de productos naturales terpénicos de CB7. A continuación se detalla otro procedimiento para el desplazamiento de un tripéptido de su complejo ternario con CB8 mediante el empleo de un interruptor molecular chalcona/flavilio que se activa con dos inputs (luz y ácido). Por último se consigue desarrollar un sistema de liberación de aminoácidos y neutransmisores del interior del anfitrión SCX4 (altamente soluble en medio acuoso) por competición de un catión flavilio, demostrándose también la reversibilidad del sistema. De manera más general, se han caracterizado y perfeccionado sistemas supramoleculares que incluyen anfitriones sintéticos para la administración controlada por luz de especies de interés en condiciones biológicas.