Síntesis Orgánica basada en Hidratos de Carbono

Síntesis Orgánica basada en Hidratos de Carbono.

Grupo de trabajo:

Oscar Varela, Profesor Titular Consulto, Investigador Superior Contratado de CONICET
Verónica E. Manzano, Jefe de Trabajos Prácticos, Investigador Asistente de CONICET
Evangelina Repetto, Jefe de Trabajos Prácticos, Investigador Asistente de CONICET
Lucas Dada: Ayudante de Primera (DE)
Mariana Vardé: Becaria doctoral UBACYT. Ayudante de Primera (DS).
Agustín Pernicone: Becario Doctoral de CONICET. Ayudante de Primera (DS).
Walter Jara: Becario Doctoral de CONICET

Resumen

Las investigaciones de este laboratorio se centran en la utilización de los hidratos de carbono como precursores de compuestos bioactivos y de macromoléculas con diversas prestaciones. Un objetivo principal es el diseño y síntesis de glicomiméticos como inhibidores enzimáticos y como moléculas clave en glicobiología, útiles para elucidar eventos biológicos mediados por enzimas. En los últimos años hemos sintetizado una variedad de derivados azufrados de hidratos de carbono (tiooligosacáridos) a partir de un tiodisacárido líder, obtenido en nuestro laboratorio y que es un potente inhibidor de una glicosidasa (la b-galactosidasa de E. coli). Las modificaciones estructurales de los tiooligosacáridos tienen por efecto incrementar la estabilidad, la afinidad por el receptor y la actividad inhibitoria de glicosidasas. Se preparan también otros miméticos no glicosídicos, como tioazúcares y polihidroxipirrolidinas (iminoazúcares) a partir de derivados de hidratos de carbono, principalmente aldonolactonas. También para estos propósitos se utiliza frecuentemente la adición 1,3-dipolar entre enonas de azúcares e iluros de azometino derivados de aminoácidos comunes. Para caracterizar su capacidad como inhibidores se estudia la cinética enzimática y los procesos de reconocimiento enzima-sustrato, y asi contribuir a la comprensión de los mecanismos de interacción carbohidrato-proteína. Adicionalmente, se sintetizan oligómeros de azúcares-aminoácidos para dar peptidomiméticos con variadas actividades biológicas. Otra línea de investigación activa tiene por objetivo el uso de estos componentes de la biomasa, para la obtención de polímeros de variadas prestaciones. Así, se desarrollan metodologías eficientes para la síntesis de macromoléculas y polímeros a partir de unidades monoméricas derivadas de azúcares comerciales y de bajo costo, procurando respetar los principios básicos de la Química Sustentable. En este contexto, hemos sintetizado poliamidas, poliésteres y poliuretanos. En la actualidad, nos centramos principalmente en la obtención de oligómeros y polímeros a través de polimerizaciones click azida-alquino. Se estudia la influencia de los grupos sustituyentes de los hidroxilos del carbohidrato en las propiedades de los materiales resultantes. Se llevan a cabo estudios conformacionales, de interacción con iones orgánicos e inorgánicos y de degradación y se determinan potenciales aplicaciones prácticas para estos materiales.

Abstract

The investigations of our laboratory are focused on the use of carbohydrates as precursors of bioactive compounds and macromolecules with varied applications. In the field of glycobiology, we are designing and synthesizing glycomimetics as enzyme inhibitors and also as key tools employed to elucidate enzyme-mediated biological events. Thus, during the last years we have synthesized and evaluated a variety of thiooligosaccharides, which are currently designed by introducing key modifications in the structure of a leader thiodisaccharide, obtained in our laboratory and which is a potent inhibitor of a glycosidase (the E. coli b-galactosidase). The structural modifications of the thiooligosaccharides are conducted in order to increase the stability, the affinity for the receptor and the inhibitory activity of glycosidases. Other non-glycosidic mimetics are also prepared, such as thiosugars and polyhydroxy-pyrrolidines (iminosugars) from carbohydrate derivatives, mainly aldonolactones. Also for these purposes, the 1,3-dipolar cycloaddition between sugar enones and azomethine ylides derived from common amino acids is employed. For the inhibitors, enzyme kinetics and enzyme-substrate recognition processes are studied to contribute to the understanding of the carbohydrate-protein interaction mechanisms. Additionally, sugar-amino acid oligomers are being synthesized to obtain peptidomimetics with varied biological activities. Another objective of our research is the use of biomass to obtain polymers with varied uses. Thus, efficient methodologies are developed for the synthesis of macromolecules and polymers from monomeric units derived from low-cost and commercial sugars. In the synthesis, as well as in the materials obtained, we try to follow the basic principles of Green Chemistry. In this context, polyamides, polyesters and polyurethanes have been synthesized, although the current research is mainly focused on obtaining oligomers and polymers through click azide-alkyne polymerizations. The influence of the substituent of the carbohydrate hydroxyl groups on the properties of the resulting materials is studied. Conformational aspects, interaction with organic and inorganic ions and degradation studies are also carried out, and potential practical applications for these materials are investigated.

Publicaciones seleccionadas / Selected publications

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