Brassinoesteroides: síntesi d'anàlegs androstànics encaminats en aprofundir en la interacció brassinoesteroide-receptor.

Abstract

En el camp dels brassinoesteroides, promotors del creixement vegetal, es pretén, d'una banda, aprofundir en el coneixement de la seva interacció amb el receptor (on la formació de ponts d'hidrogen dels diferents hidroxils sembla jugar un paper fonamental) i, de l'altra, obtenir anàlegs amb bona relació cost sintètic-activitat. En aquest sentit, es creu interessant abordar l'estudi dels brassinoesteroides androstànics.<br/><br/>Concretament en aquesta tesi, s'han desenvolupat estratègies sintètiques per a l'obtenció, de forma sistemàtica i eficient, d'anàlegs androstànics amb diferents cadenes laterals. S'ha estudiat computacionalment la semblança tridimensional de tots els anàlegs proposats amb la de brassinoesteroides actius de referència, emprant alineaments flexibles amb el programa MOE. <br/><br/>Les estratègies desenvolupades per tal d'aconseguir diverses modificacions a l'anell A han permès observar com la introducció de les funcionalitats 2&#61537;,3&#61537;-diol és més senzilla i eficient que d'altres a priori interessants com 2&#61537;,3&#61537;-difluor o 2,3-dicetona.<br/><br/>S'han desenvolupat estratègies i aproximacions per a la síntesi de l'anàleg androstànic que millor simularia la cadena lateral de la brassinolida (brassinosteroide natural més actiu conegut fins el moment). De tota manera, degut a la dificultat sintètica de l'àcid carboxílic 3S,4-dimetil-2R-hidroxipentanoic (cadena lateral) no s'ha aconseguit la síntesi de l'anàleg d'interès. <br/><br/>S'han dissenyat, sintetitzat i avaluat una sèrie d'androstans per tal d'estudiar la influència de la part hidrofòbica terminal i de la posició de les funcionalitats polars de la cadena lateral, així com també el paper que juga el grup protector d'aquestes en l'activitat.<br/><br/>Amb la finalitat de validar la metodologia SHOP aplicada prèviament en l'equip, s'han sintetitzat i avaluat diversos brassinoesteroides androstànics amb cadenes d'àcids carboxílics comercials escollits emprant aquesta metodologia. <br/><br/>La síntesi i avaluació d'activitat d'anàlegs androstànics amb diferents funcionalitats en &#61537; de carbonil de la cadena lateral (fluor, carbonil, azida, amina.) així com també la dels anàlegs escollits de forma sistemàtica (metodologia SHOP) ha permès concloure que és necessària la presència d'una funcionalitat donadora de ponts d'hidrogen en aquesta regió per tal que un brassinoesteroide expressi activitat com a promotor del creixement vegetal.

Most of the efforts made nowadays in the field of brassinosteroids, plant growth promoting regulators, are focused on going in depth in the knowledge of the brassinosteroid-receptor interaction (where hydrogen bonding seems to play an important role) and on synthesizing analogs with good cost-activity ratio. In this way, it was considered interesting to study androstane brassinosteroid analogs.<br/><br/>In this phD thesis, some synthetic strategies have been developed to obtain androstane analogs with different side chains in a systematic and efficient way. Moreover, the 3D similarity between these analogs and some active brassinosteroids has been studied through flexible alignments using MOE program.<br/>The strategies developed to achieve A ring modifications have allowed us to observe how the&#61472;&#61490;&#61537;,3&#61537;-diol functionality introduction is much more easy and efficient than others such as &#61490;&#61537;,3&#61537;-difluoro or 2,3-diketone.<br/><br/>Lots of trials to synthesize the most similar androstane analog to brassinolide have been made. Unfortunately, due to the synthetic difficulty to obtain 3S,4-dimethyl-2R-hydroxipentanoic acid (side chain) this analog synthesis has been unsuccessful.<br/><br/>A group of more than ten brassinosteroid androstane analogs have been designed, synthesized and bioactivity evaluated in order to study the influence of the hydrophobic side chain region, the polar functionality position and the role of some protective groups.<br/><br/>With the aim to validate the SHOP methodology, previously applied in our team, some androstane analogs with commercially available side chain have been obtained and bioactivity evaluated.<br/>The synthesis and activity evaluation of some analogs with different 2'-functionalities (fluorine, azide, amine...) and of those selected by molecular modeling techniques (SHOP methodology) have let conclude that a hydrogen bond donor group

En el campo de los brasinosteroides, promotores del crecimiento vegetal, se pretende, por un lado, profundizar en el conocimiento de su interacción con el receptor (donde la formación de puentes de hidrógeno de los distintos hidroxilos parece jugar un papel fundamental) y, de otra, obtener análogos con una buena relación coste sintético-actividad. En este sentido, se consideró interesante abordar el estudio de los brasinoesteroides androstánicos.<br/><br/>Concretamente en esta tesis, se han desarrollado estrategias sintéticas para la obtención, de forma sistemática y eficiente, de análogos androstánicos con distintas cadenas laterales. Se han estudiado computacionalmente la semejanza tridimensional de todos los análogos propuestos con brasinoesteroides activos de referencia, utilizando alineamentos flexibles con el programa MOE.<br/><br/>Las estrategias desarrolladas para conseguir diversas modificaciones en al anillo A han permitido observar como la introducción de las funcionalidades 2&#61537;,3&#61537;-diol es más sencilla y eficiente que otras a priori interesantes como 2&#61537;,3&#61537; -difluor o 2,3-dicetona.<br/><br/>Se han desarrollado estrategias y aproximaciones para la síntesis del análogo androstánico que mejor simularía la cadena lateral de la brasinolida (brasinoesteroide natural más activo conocido hasta el momento). De todas formas, debido a la dificultad sintética del ácido 3S,4-dimetil-2R-hidroxipentanoico (cadena lateral) no se ha conseguido la síntesis del análogo de interés.<br/><br/>Se han diseñado, sintetizado y evaluado una serie de androstanos para estudiar la influencia de la parte hidrofóbica terminal y de la posición de las funcionalidades polares de la cadena lateral, así como también el papel que juega el grupo protector de estas en la actividad.<br/><br/>Para validar la metodología SHOP, aplicada previamente en el equipo, se han sintetizado y evaluado diversos brasinoesteroides androstánicos con cadenas de ácidos carboxílicos comerciales escogidos utilizando esta metodología.<br/><br/>La síntesis y evaluación de la actividad de análogos androstánicos con distintas funcionalidades en &#61537; de carbonilo de la cadena lateral (fluor, azida, carbonilo, amina.) así como también la de análogos escogidos de forma sistemática (metodología SHOP) ha permitido concluir que es necesaria la presencia de una funcionalidad dadora de puente de hidrógeno en esta región para que un brasinoesteroide exprese actividad como promotor del crecimiento vegetal.