New glycomimetic ligands targeting human glycosyltransferases

Abstract

Las glicosiltransferasas (GTs) son enzimas ubicuos, presentes en todas las células tanto procariotas como eucariotas. Estos enzimas son responsables de la transferencia de un resto de azúcar desde un sustrato donor a otro aceptor formando un nuevo enlace glicosídico. El papel de estos enzimas es extremadamente importante y participan en un elevado número de procesos bioquímicos que van desde la biosíntesis de polisacáridos, bien estructurales o para el almacenamiento de energía, hasta la modificación post-translacional de proteinas para dar complejos glicoconjugados implicados en el reconocimiento celular o en otros muchos procesos bioquímicos. El mal funcionamiento de estos enzimas está en el origen de problemas de salud muy relevantes y son un tema importante de investigación, a juzgar por el creciente número de trabajos científicos que sobre este tema se han publicado en las dos últimas décadas. Existen varios criterios de clasificación de glicosiltransferasas, según su estructura (folding), según sustrato o bien según el mecanismo catalítico. En esta tesis hemos trabajado con dos enzimas cuyos sustratos son un glicosilpirofosfato unido a un resto de nucleósido (donor tipo Leloir). Los Enzimas estudiados en esta Memoria han sido: OGT La enzima OGT transfiere un resto de N-acetilglucosamina desde el donor UDP-N-acetilglucosamina a un residuo de serina o treonina de un péptido o proteína, con inversión de configuración. Es un enzima esencial para la proliferación celular en los mamíferos y tiene importantes implicaciones en la salud humana, estando su actividad relacionada con diversos tipos de cánceres y enfermedades como Parkinson, Alzheimer y diabetes. GalNAc-T2 Este enzima, localizado en la membrana del aparato de Golgi, es responsable de la transferencia de N-acetilgalactosamina desde el donor UDP-GalNAc a residuos de serina o treonina en proteínas, con retención de configuración[9] Pertenece a una amplia familia de N-acetilgalactosamino transferasas y estructuralmente es un enzima metalo-dependiente. Esta familia está involucrada en la O-glicosilación de glycanos presentes en la superficie celular, y su modificación se asocia con defectos en órganos, enfermedades autoinmunes y algunos tipos de cáncer y metástasis. En la bibliografía se han descrito distintos tipos de inhibidores para glicosiltransferasas generalmente basados en la estructura del sustrato donor, introduciendo modificaciones en los distintos fragemntos que la componen. En la estructura de los inhibidores descritos podemos encontrar modificacionbes que afectan a la estructura del azúcar que se transfiere, a la naturaleza del enlace glicosídico, a la cadena de pirofosfato así como al resto de nucleósido, tanto a la ribosa, como a la base nitrogenada. También se han descrito inhibidores bi-sustrato que mimetizan la estructura de donor y aceptor unidos, así como otros no basados en la estructura de los sustratos. A pesar del trabajo realizado, los inhibidores descritos para OGT muestran baja especificidad y permeabilidad celular, además de su toxicidad, no siendo apropiados para aplicaciones in vivo. Por otro lado, hasta la fecha, no se ha descrito ningún ligando que muestre actividad inhibidora frente a GalNAc-T2.