Síntesis quimioenzimática de pronucleótidos y precursores de oligonucleótidos

Abstract

La búsqueda de agentes terapéuticos, menos tóxicos, más selectivos y efectivos, continúa siendo de gran interés en Química Médica. Los análogos de nucleósidos son la piedra angular en el tratamiento de las enfermedades víricas y el cáncer, y su importancia como agentes quimioterapéuticos va en aumento. Así, el desarrollo de nuevos nucleósidos con potencial actividad antiviral o como precursores para la preparación de oligonucleótidos, se ha convertido en una tarea prioritaria. En esta Memoria, estructurada en tres capítulos, se ha llevado a cabo la síntesis de profármacos de nucleósidos, que poseen carbohidratos como parte conjugada, y la preparación de precursores de oligonucleótidos. En el primer capítulo, se ha desarrollado una ruta quimioenzimática muy eficiente para la síntesis de la glucosa-6-fosfato a escala preparativa. La etapa clave es la hidrólisis enzimática de la alfa-D-glucosa peracetilada catalizada por la lipasa de Candida rugosa, la cual permite la desprotección regioselectiva del grupo acetilo en C-6 con un rendimiento excelente. Por otra parte, las modelizaciones moleculares realizadas sobre los análogos fosfonato de los estados de transición de la etapa de hidrólisis enzimática explican la selectividad mostrada por la lipasa de Candida rugosa. Así, en el anómero alfa existe una interacción favorable entre el oxígeno del carbonilo en posición anomérica y el grupo hidroxilo del residuo Ser450 que coloca a éste isómero en una orientación productiva dentro del centro activo del enzima. Esta interacción no es posible en el caso del anómero ß. El segundo capítulo describe la síntesis de derivados fosfodiésteres de carbohidratos y nucleósidos, que actúan como pronucleótidos de los correspondientes monofosfatos. Para la activación del nucleósido es necesaria la fosforilación en la posición 5', realizada por las quinasas nucleosídicas, que suele ser la etapa limitante del proceso. Estos profármacos se han diseñado para optimizar las propiedades fisicoquímicas de los análogos de nucleósido, con la consiguiente mejora de su actividad farmacológica y toxicológica. Como carbohidrato se utilizó el derivado 6-OH de la glucosa peracetilada, sintetizado en el Capítulo 1. Se ha analizado la actividad anti-VIH de estos glucoconjugados en células periféricas sanguíneas mononucleares. En el tercer capítulo, se ha llevado a cabo una síntesis concisa de derivados 3'-O-tetrahidropiranosilo y 3'-O-tetrahidrofuranosilo de 2'-desoxinucleósidos. Resulta clave la síntesis regioselectiva de 5'-O-benzoil-2'-desoxinucleósidos mediante acilación enzimática con benzoato de vinilo en presencia de la lipasa de Candida antarctica B. La fácil escalabilidad del proceso lo hace muy adecuado para su aplicación a escala industrial. Además, las reacciones catalizadas por enzimas son menos contaminantes y peligrosas que los métodos convencionales que utilizan reactivos de silicio o dimetoxitritilo. Estos monómeros son precursores muy adecuados para la síntesis de oligonucleótidos.