DIPARTIMENTO DI FARMACIA
Corso di Laurea Magistrale in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche
TESI DI LAUREA:
Sintesi stereoselettiva di nuovi pseudodisaccaridi mimici dell’epitopo minimo Manα(1,2)Man quali possibili inibitori delle DC-SIGN.
Relatore: Prof.ssa Valeria Di Bussolo Candidata: Alessandra Severi (matricola n°471587)
Settore Scientifico Disciplinare: CHIM/06 ANNO ACCADEMICO 2015-2016
Una vasta gamma di processi biologici, che comprendono l’adesione cellulare, la trasmissione di segnali, la migrazione cellulare e l’infezione sono mediati da interazioni tra carboidrati e lectine. In questo contesto, la DC-SIGN (Dendritic Cell-Specific Intercellular adesion molecule-3 (ICAM-3)-Grabbing Non-Integrin) è una particolare lectina di tipo C coinvolta nel riconoscimento di virus e agenti patogeni a livello della mucosa. L’interazione tra la gp120 presente sulla superficie del virus HIV-1 e la DC-SIGN permette il passaggio del virus ai tessuti ricchi di cellule CD4+, come per esempio i linfonodi, svolgendo quindi un ruolo cruciale nel processo infettivo a livello della mucosa. In particolare l’unità fondamentale presente sulla gp120 e riconosciuta dagli specifici dominii di riconoscimento (CRDs) della DC-SIGN è un glicano del mannosio noto come Man9(GlcNAc)2 (Man9). Di
conseguenza, strutture glicomimetiche riconducibili al Man9 possono inibire l’azione della
lectina e quindi essere di notevole interesse soprattutto per una terapia antivirale contro le infezioni da HIV. L’epitopo fondamentale del glicano Man9 altamente mannosilato,
necessario a legare la DC-SIGN, è risultato essere in realtà la porzione disaccaridica dell’intero glicano, ovvero l’ 1,2-mannobioside Manα(1,2)Man.
Nel laboratorio dove ho svolto il mio progetto di tesi, sulla base di queste considerazioni, recentemente erano stati sintetizzati dei reali mimetici di questo mannobioside, ovvero degli pseudodisaccaridi reali analoghi dell’epitopo naturale. In tali mimetici infatti la porzione non riducente del Manα(1,2)Man era stata sostituita proprio con un D-carbamannosio. L’attività di questi reali mimetici è stata valutata mediante saggi di binding competitivo utilizzando tecniche SPR (Surface Plasmon Resonance) ed è risultata promettente e paragonabile a quella dell’epitopo naturale (1)
. Sulla base di tali osservazioni e al fine di migliorare le interazioni con porzioni lipofile del sito attivo, il mio progetto di tesi ha riguardato al sintesi stereoselettiva dei due nuovi pseudodisaccaridi, 1 e 2, mimici dell’epitopo Manα(1,2)Man e portanti come modifica strutturale l’introduzione di una opportuna funzionalità amminica protetta con una porzione lipofila sulla posizione C4 del carbazucchero.
La sintesi dei due mimetici 1 e 2 a partire dal composto commerciale tri-O-acetil-D-glucale prevede come step iniziale la trasformazione del sistema glicale presente in 3 nel sistema carbaciclico 4.
L’elaborazione successiva del carbaciclo 4 porta all’epossido vinilico 5 , successivamente trasformato nella vinil aziridina 6. L'aziridina viene quindi elaborata a dare il trans ammino-alcool 8 e successivamente il doppio legame C1-C2 presente in 8 è sottoposto a epossidazione per fornire l’epossialcool 9. L’epossido rappresenta un cruciale agente carbaglicosilante e la successiva reazione di apertura con 2-azido-1-etanolo in presenza di quantità catalitiche di Cu(OTf)2 come acido di Lewis fornisce in modo regio- e
stereoselettivo il nuovo glicosil accettore 10, mediante un favorevole processo di apertura trans-diassiale in cui il nucleofilo attacca il C1 ossiranico meno ingombrato stericamente e favorito dal punto di vista elettronico.
Il glicosil-accettore 10 così ottenuto viene glicosilato in presenza di TMSOTf con un tipico glicosil-donatore, il tricloracetimidato 11, al fine di ottenere con completa stereoselettività α lo pseudodisaccaride totalmente protetto, precursore dei due mimetici 1 e 2. La rimozione dei gruppi esterei di 12 porta direttamente allo pseudodisaccaride 1, contenete ancora un’utile catena 2-azidoetossi in posizione pseudoanomerica. Dall’altra parte, l’idrogenazione catalitica e la successiva deprotezione dei gruppi esterei porta allo pseudodisaccaride 2, nel quale è presente la catena 2-amminoetossi sul carbonio pseudoanomerico.
Gli pseudodisaccaridi 1 e 2 sintetizzati e completamente caratterizzati saranno inviati presso il laboratorio del Professor Frank Fieschi dell’Istituto di Biologia Strutturale di Grenoble, dove verranno sottoposti a saggi di binding enzimatico mediante tecniche SPR.
Riferimenti
1) V.Bordoni, V. Porkolab, S.Sattin, M.Thepaut, I. Frau, L. Favero, P.Crotti, A. Bernardi, F. Fieschi, V. Di Bussolo, RSC Adv., 2016, 6, 89578-89584
