Estudio espectroscopico de biomoleculas en disolucion. Implicaciones conformacionales en glicociencia

  1. MAYATO MUÑOZ, CARLOS LUIS
Supervised by:
  1. Jesús María Trujillo Vázquez Director
  2. Rosa Lelia Dorta Díaz Co-director

Defence university: Universidad de La Laguna

Fecha de defensa: 18 December 2008

Committee:
  1. Pedro Merino Filella Chair
  2. José Luis Ravelo Socas Secretary
  3. Fernando García Tellado Committee member
  4. Gregorio Valencia Parera Committee member
  5. Tomás Martín Ruiz Committee member
Department:
  1. Química Orgánica

Type: Thesis

Teseo: 175065 DIALNET

Abstract

En el Capítulo 1 hemos establecido la existencia de una dependencia de la población rotacional del grupo hidroximetilo de los alquil #-D-O-manopiranósidos con la estructura y configuración absoluta de la aglicona, así como su configuración anomérica. Existe una clara relación entre la población rotacional alrededor del enlace C5#C6 y el valor del parámetro estérico de Taft de la aglicona (o del pKa del alcohol enlazado al carbono anomérico del azúcar), de tal manera que un aumento de ES implica un aumento/disminución gradual de la población de los rotámeros gt/gg, respectivamente, permaneciendo constante la del tg. La dependencia de las poblaciones de los rotámeros con la estructura de la aglicona es mayor en los anómeros # que en los #, siendo más acusado el aumento de la población del rotámero gt en los #. Dicho incremento de la población del gt tiene lugar a expensas de distintos rotámeros, según la configuración anomérica, disminuyendo el gg en los anómeros # y el tg en los anómeros #. Los resultados apuntan al efecto estereoelectrónico exo-anomérico como el principal responsable de esta dependencia, junto con efectos estéricos. El estudio de los alquil #-(1#6)-#-diglucopiranósidos ha mostrado que la naturaleza estructural de la aglicona influye en la conformación del grupo hidroximetilo interglicosídico e incluso, en menor medida, en el grupo hidroximetilo del segundo residuo. Al igual que en los alquil #-D-O-manopiranósidos, se incrementa la población del rotámero gt de ambos grupos hidroximetilo, al aumentar el valor de ES de la aglicona (o del pKa). Al analizar los alquil #-(1#6)-#-diglucopiranósidos, vemos un comportamiento diametralmente distinto, pues la población del rotámero gt disminuye al aumentar el tamaño de la aglicona. En este caso, la población rotacional alrededor del enlace C5#C6 interglicosídico se correlaciona con la refractividad molar y no con el parámetro ES. Los resultados apuntan a que esta dependencia conformacional se debe fundamentalmente al efecto estereoelectrónico exo-anomérico en los alquil #-(1#6)-#-diglucopiranósidos; mientras que en los alquil #-(1#6)-#-diglucopiranósidos, son las interacciones no enlazantes las responsables del comportamiento descrito. Finalmente, la población rotacional del grupo hidroximetilo interglicosídico en los #-(1#6)-#/#-diglucopiranósidos también depende de la naturaleza del disolvente, de manera que la población del rotámero gt es menor cuanto mayor sea la polaridad del disolvente. En el Capítulo 2 hemos determinado que la población rotacional del grupo hidroximetilo de los alquil #/#-D-C-glicopiranósidos se comporta de un modo similar a lo que sucede en los alquil O-glicopiranósidos. Existe una excelente correlación entre la población rotacional alrededor del enlace C5#C6 y el valor de ES, de tal manera que la población del rotámero gt aumenta con el valor del parámetro estérico de Taft para todos los C-glicósidos estudiados (gluco-, galacto- y manopiranósidos), tanto de configuración # como #. En cambio, la naturaleza del rotámero que disminuye, gg o tg, sí que depende del tipo de C-glicósido y de la configuración anomérica. La conformación de los alquil #-D-C-glicopiranósidos depende de manera muy acusada de la naturaleza de la C-aglicona, observándose un incremento de la población del rotámero mayoritario (exo-syn) a medida que se incrementa el valor de ES de la aglicona. En cambio, en los alquil #-D-C-glicopiranósidos, esta dependencia es menos acusada, aunque sigue la misma tónica. También se observa que el grado de flexibilidad de este enlace es mayor en los #-glicósidos que en sus correspondientes anómeros #, si bien el enlace se vuelve más rígido a aumentar el tamaño de la aglicona. El responsable de las tendencias rotacionales observadas en los C-glicósidos parece ser el efecto exo-desoxoanomérico y hemos propuesto que se trata, al igual que el efecto exo-anomérico, de un fenómeno de hiperconjugación. En el Capítulo 3 se determina que la población del grupo hidroximetilo en los carbazúcares modelo (alquil #-4-desoxi-carba-alopiranósidos) no depende de la naturaleza de la aglicona, a diferencia de lo que sucede en O-, S- y C-glicósidos. Por tanto, la presencia del oxígeno endocíclico es indispensable para que el efecto de la aglicona sobre la conformación del grupo hidroximetilo tenga lugar. Esta conclusión refuerza la hipótesis de que la hiperconjugación es la responsable del incremento de la población del rotámero gt al aumentar el tamaño de la aglicona en O-, S- y C-glicósidos. En el Capítulo 4 analizamos el efecto que tiene la glicosidación sobre la conformación de la Nociceptina. Se aprecia que la conformación del péptido viene determinada, al menos parcialmente, por el tipo de glicosidación, pues si bien la #-galactosidación no tiene ningún efecto apreciable, en cambio, la #-glucosidación, al menos del residuo de serina, tiene importantes repercusiones conformacionales, con una reducción clara de la proporción de estructura secundaria con respecto al péptido sin glicosidar. Además, determinamos que los hidroxilos de la parte sacárida parecen ser los responsables, al menos en parte, de dicha pérdida de estructura secundaria.