dc.contributor.author | Morales Vicente, Fidel Ernesto | |
dc.date.accessioned | 2019-12-13T14:19:17Z | |
dc.date.available | 2019-12-13T14:19:17Z | |
dc.date.issued | 2019-08-16 | |
dc.identifier.citation | MORALES VICENTE, Fidel Ernesto. Modificação covalente de peptideos antimicrobianos e anticancerigenos para a melhoria de suas propriedades farmacológicas. 2019. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12130. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12130 | |
dc.description.abstract | Following the information obtained by a rational design study, cyclic and dimeric helical stabilized analogues of the peptide Cm-p5 were synthetized. The cyclic monomer showed an increased activity in vitro against Candida albicans and Candida parapsilosis, compared to Cm-p5. Initially, fourteen mutants of Cm-p5 were synthesized following a rational design to improve the antifungal activity and pharmacological properties. Antimicrobial testing showed that the activity was lost in every of these fourteen analogues, suggesting as a main conclusion,
that a Glu-His salt bridge could stabilize Cm-p5 helical conformation during the interaction with the plasma membrane. A derivative, obtained by substitution of Glu and His for Cys, was synthesized and oxidized with the generation of a cyclic monomer with improved antifungal activity. In addition, two dimers were generated during the oxidation procedure, a parallel and anti-parallel one. The dimers showed a helical secondary structure in water, whereas the cyclic monomer only showed this conformation in SDS. In addition, the antiparallel dimer showed a moderate activity against Pseudomonas aeruginosa and a significant activity against Listeria
monocytogenes. Nor the cyclic monomer nor the dimers were toxi c against macrophages or THP-1 human cells. Continuing with the covalent modifications of the Cm-p5 structure, in chapter 2 is described the design, synthesis and characterization of 15 lipidated and cyclo-lipidated analogues of Cmp5. Previous studies showed that N-lipidation of Cm-p5 by Ugi-4CR increase notably the
antifungal activity. Our initial biological test showed that lipidation with decanoic acid did not display any effect inthe activity of Cm-p5, while pentadecanoic acid decreased it. These results are not in accord with the increased activity in case of the Ugi lipidated analogue. The Ugi-4CRdo not only introduces a lipid chain, also produce N-substitution that can alter the conformational behavior of the lipid chain. To determine the influence of N-substitution, three analogues containing Ala, Gly or Pro between the lipid chain and the normal sequence of Cmp5 was synthetized. Gly and Pro are implied in several conformational changes in proteins or peptides.Gly possesses high flexibility while Pro is the only N-alkylated aminoacid and participate in loop or rigid structure formation. In addition, following the expected increase of activity by disulfide bridge formation, similar variants possessing Ala (introduced as a comparison), Gly or Pro between adodecyl chain and cyclic/dimeric CysCysCm-p5 were XVII prepared. Finally, lipidationby Ugi-4CR with n-dodecylisonitrile and subsequent cyclization between Cys produce cyclic and dimeric versions of Ugi lipidated cyclopeptides. All compoundsare under biological evaluation thatwill permit to gainconclusion about the
structural motif needed to produce the more antifungal cyclic and lipidated analogue of Cm-p5. In chapter 3, we used the combination of solid phase and liquid phase methods for the synthesis of the anticancer drug, carfilzomib (CFZ). The convergent route comprises the tetrapeptide construction in solid phase followed by coupling with the previously prepared Leu-epoxide. Side effects of CFZ include the heart failure and shortness of breath so that the development of
bioconjugation for targeted delivery is desired. With this aim, we prepared a traceless carbonylacrylic-Val-Cit-PAB linker as an alcohol in solid phase using the special DHP resin in high yield. This alcohol linker was tosylated and iodinated with the aim of improve the yields of the substitution reaction with CFZ (substitution of tosylate need heating). The pH (low) insertion peptides (pHLIPs) target acidity at the surfaces of cancer cells and show utility in a wide range of applications, including tumor imaging and intracellular delivery of therapeutic agents. We pretend to merge the capacity of tumor cell selectivity of pHLIP peptide with the traceless, stability and selective delivery of the new carbonylacrylic linker. Finally, the bioconjugation of CFZ to pHLIP peptide through the carbonylacrylic-Val-Cit-PAB linker, for the traceless release and targeted delivery to tumors could significantly improve the effectiveness of this drug in cancer treatment. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | eng | eng |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Peptideos | por |
dc.subject | Antimicrobianos | por |
dc.subject | Câncer | por |
dc.subject | Covalente | por |
dc.subject | Helice | por |
dc.title | Modificação covalente de peptideos antimicrobianos e anticancerigenos para a melhoria de suas propriedades farmacológicas | por |
dc.title.alternative | Covalent modification of antimicrobial and anticancer peptides for the improvement of their farmacological properties | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Paixão, Márcio Weber | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6787956406851460por | por |
dc.description.resumo | Seguindo a informação obtida por um estudo de concepção racional, sintetizaram-se análogos
estabilizados helicoidais cíclicos, diméricos e lipidados do péptido Cm-p5. O monômero cíclico
apresentou atividade aumentada in vitro contra Candida albicans e Candida parapsilosis, em
comparação com Cm-p5. Inicialmente, 14 mutantes de Cm-p5 foram sintetizados seguindo um
racional de sinal para melhorar a atividade antifúngica e as propriedades farmacológicas. Testes
antimicrobianos mostraram que a atividade foi perdida em cada um dos 14 análogos, sugerindo
como uma conclusão principal, que uma ponte de sal Glu-His poderia estabilizar a conformação
helicoidal de Cm-p5 durante a interação com a membrana plasmática. Um derivado, obtido por
substituição de Glu e His por Cys, foi sintetizado e oxidado com a geração de um monômero
cíclico com atividade antifungica melhorada. Além disso, dois dímeros foram gerados durante
o procedimento de oxidação. Os dímeros mostraram uma estrutura secundária helicoidal em
água, enquanto o monômero cíclico mostrou apenas esta conformação em SDS. Além disso, o
dímero antiparalelo apresentou moderada atividade contra Pseudomonas aeruginosa e
atividade significativa contra Listeria monocytogenes. Nem o monómero cíclico nem os
dímeros eram tóxicos contra macrófagos ou células humanas THP-1.
Continuando com as modificações covalentes da estrutura do Cm-p5, no capítulo 2 se descreve
o desenho, síntese e caracterização de 15 análogos lipídicos e cíclicos/lipidados doCm-p5.
Estudos anteriores mostram que a N-lipidação do Cm-p5 pela reação de Ugi-4C aumenta
notavelmente a atividade antifúngica. Nosso teste biológico inicial mostra que a lipidação com
ácido decanóico não mostrou nenhum efeito na atividade do Cm-p5, enquanto o ácido
pentadecanóico o diminuiu. Esse resultado não está de acordo com o aumento da atividade no
caso do análogo lipidado da reação de Ugi-4C. A reação de Ugi-4C não apenas introduz uma
cadeia lipídica, também produz uma N-substituição que pode alterar o comportamento
conformacional da cadeia lipídica. Para determinar a influência da N-substituição, três análogos
contendo Ala, Gly ou Pro entre a cadeia lipídica e a sequência normal de Cm-p5 foram
sintetizados. Gly e Pro estão implicados em várias mudanças conformacionais em proteínas ou
peptídeos. Gly possui alta flexibilidade enquanto a Pro é o único aminoácido N-alquilado e
participa na formação de giros ou estruturas rígidas. Adicionalmente, seguindo o esperado
aumento de actividade por formação de ponte disulfeto, foram preparadas variantes
XV
semelhantes possuindo Ala (introduzida como comparação), Gly ou Pro entre a cadeia de
decanoilo e o peptídeo CysCysCm-p5 cíclico/dimérico. Finalmente, a lipidação por reação Ugi-4C com n-dodecilisonitrila e posterior ciclização entre Cys produzem versões cíclicas e
diméricas de ciclopeptídeos Ugi lipidados. Todos os compostos estão sob avaliação biológica
que permitirá obter uma conclusão sobre o motivo estrutural necessário para produzir o análogo
cíclico e lipidado do Cm-p5 mais antifúngico.
No capítulo 3, usamos a combinação de métodos de fase sólida e fase líquida para a síntese da
droga anticâncer, carfilzomib (CFZ). A via convergente compreende a construção de
tetrapéptidos em fase sólida seguida de acoplamento do epóxido preparado previamente. Os
efeitos colaterais da CFZ incluem a insuficiência cardíaca e a falta de ar, de modo que o
desenvolvimento da bioconjugação ou da entrega direcionada é realmente desejado. Com este
objetivo, nós preparamos um ligante que não deixa resíduos, carbonilacrilic-Val-Cit-PABna
forma de álcool em fase sólida usando a resina especial DHP em alto rendimento. Este ligante
na forma de álcool foi tosilado e iodado com o objetivo de melhorar os rendimentos da reação
de substituição com CFZ. Os peptídeos de inserção a pH baixo (pHLIPs) visam a acidez nas
superfícies das célulascancerígenas e apresentam utilidade numa vasta gama de aplicações,
incluindo imagiologia de tumores e distribuição intracelular de agentes terapêuticos. Neste
trabalho, pretendemos fundir a capacidade de seletividade de células tumorais do peptídeo
pHLIP com a libertação sem resíduos, estabilidade e seletividade do novo ligante
carbonilacrílico. Finalmente, a bioconjugação de CFZ com o peptídeo pHLIP através do ligante
carbonilacrílico-Val-Cit-PAB, para a libertação sem resíduos e distribuição direcionada para
tumores poderia melhorar significativamente a efetividade deste fármaco no tratamento do
câncer. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::QUIMICA DOS PRODUTOS NATURAIS | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::SINTESE ORGANICA | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: código de financiamento - 001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3773908504964104 | por |