Interacciones de los microtúbulos con ligandos activadores de tubulina

Abstract

1. Los compuestos: tacalonolidas A y E, poliésteres de jatrofano A, B y C, luteína, dicumarol y lonafarnib, descritos previamente como agentes estabilizadores de microtúbulos, no poseen tal actividad en sistemas experimentales in vitro de tubulina pura. 2. La laulimalida y el pelorusido A compiten por el mismo sitio de unión en los microtúbulos, y éste es diferente al de taxol. 3. Los ligandos del sitio de taxol y de laulimalida tienen efectos sinérgicos en la estabilización de microtúbulos. 4. La afinidad de unión de ligandos al sitio de taxol está correlacionada con la concentración crítica de tubulina del ensamblaje inducido por ligando.

5. La entalpía libre aparente de unión de un ligando al sitio de taxol predice su citotoxicidad. 6. Las epotilonas estabilizan microtúbulos por un mecanismo mediado por ligando, de forma similar a como lo hace el taxol. 7. Del estudio de las relaciones estructura-actividad en la molécula de epotilona se puede concluir: 7a. Los carbonos 13 y 15 deben tener estereoquímica S para maximizar la unión, mientras que la estereoquímica del carbono 12 puede ser S o R. 7b. La sustitución del grupo epóxido por un anillo ciclopropano favorece la unión, pero la sustitución por un anillo ciclobutano desfavorece la unión. 7c. La sustitución del grupo metilo del carbono 21 por un grupo tio-metilo favorece la unión. 7d. El anillo tiazol de la cadena lateral se puede sustituir por un anillo piridina sin apenas pérdida de afinidad.

7e. La sustitución del grupo metilo del cabono 21 por un grupo tiometilo favorece la unión si el anillo de la cadena lateral es tiazol. 7f. La introducción de un grupo metilo en el carbono 12 aumenta la afinidad si la estereoquímica de este carbono es S. 7g. Los efectos de estas modificaciones sobre los parámetros termodinámicos son aditivos dentro del error experimental. 8. La constante de afinidad aparente de unión está correlacionada con la concentración crítica del ensamblaje inducido por epotilonas. 9. La energía libre aparente de unión de las epotilonas al sitio de taxol está correlacionada con su citotoxicidad.

10. Las modificaciones en la molécula de epotilona que incrementan el componente entálpico de la energía libre aparente de unión, generan compuestos con una citotoxicidad mayor que aquellas modificaciones que incrementan el componente entrópico. 11. La ciclostreptina interacciona con los microtúbulos y los estabiliza a través de la unión irreversible al sitio de taxol y esta unión bloquea irreversiblemente la unión de ligandos al sitio de taxol. 12. La interacción de la ciclostreptina con los microtúbulos implica la modificación covalente de los residuos THR220 o ASN228, siendo el primero accesible y el segundo inaccesible desde el exterior de los microtúbulos. 13. La interacción de la ciclostreptina con la tubulina dimérica no ensamblada implica la modificación covalente del residuo THR220.