Péptidos com atividade antibiótica : síntese do Peptaibolin e de miméticos por substituição de resíduos de Aib

Abstract

A procura de novos péptidos antibióticos que afetam membranas é um objetivo atual em investigação pois a bioatividade dos péptidos antibióticos (AMP) é mediada pela sua interação com as membranas celulares dos patogéneos e pela perturbação da sua permeabilidade. O desenvolvimento da resistência aos AMPs é menos provável comparativamente com os antibióticos tradicionais, devido ao seu alvo e ao seu modo de ação, sendo os AMPs por isso considerados compostos lead para o desenvolvimento de fármacos antibióticos. De entre as várias classes de AMPs, os peptaibols são uma família de péptidos antibióticos que ocorrem naturalmente na natureza, podendo ser isolados de fungos, que incorporam na sua constituição α,α-dialquilglicinas como Aib, Iva ou Deg. Estes aminoácidos são tetrassubstituídos no átomo de carbono central e restringem a rotação em torno das ligações peptídicas, fazendo com que os péptidos onde estão inseridos tenham conformações mais definidas e sejam mais resistentes à biodegradação, uma vez que não são reconhecidos pelas enzimas. Assim sendo, pensou-se sintetizar miméticos de peptaibols por substituição do Aib por novas α,α-dialquilglicinas para avaliar a influência do tamanho da cadeia lateral dos aminoácidos na conformação do AMP resultante e na sua atividade ao nível da permeação de membranas celulares. Este trabalho teve como objectivos (i) sintetizar o Peptaibolin (o membro mais pequeno da família dos peptaibols) e (ii) sintetizar análogos do Peptaibolin. Em relação ao primeiro objectivo, foi possível sintetizar o Peptaibolin (Ac-Leu- Aib-Leu-Aib-Phol) através de uma série sequencial de reacções de proteção, desproteção, acoplamento e redução, com rendimentos que variaram entre os 74% e os 99%, sendo o rendimento global de 27%. Em relação ao segundo objectivo, foi possível sintetizar dois análogos do Peptaibolin, no qual se substituiu o aminoácido Aib (ácido α-aminoisobutírico) por alanina (Ala) e α,α-dietilglicina (Deg). O pentapéptido análogo com Ala foi sintetizado através de uma síntese em fase sólida usando uma estratégia de síntese sequencial, num rendimento global de 21%. Foi usada a estratégia Fmoc numa resina de cloreto de 2- clorotritilo. O análogo contendo Deg foi obtido com um rendimento global de 12% através de uma síntese em solução.

The search for new antimicrobial, membrane-active peptides is a current thrust in research as the bioactivity of antimicrobial peptides (AMPs) is mediated by their interaction with the cellular membrane of pathogens and perturbation of its permeability. As development of resistance to AMPs is much less likely to occur than for traditional antibiotics, as a consequence of their target and their mechanism of action, they are being considered lead compounds for the development of a new class of antibiotic pharmaceuticals. Among the various classes of AMPs, the peptaibols are a family of naturally occurring antibiotic peptides isolated from fungi, bearing α,α- dialkylglycines such as Aib, Iva and Deg in their composition. The tetrasubstitution on the central carbon atom of these amino acids restricts the rotation around peptide bonds, yielding peptides with more defined conformations and more resistant to biodegradation, as they are not recognized by enzymes. Therefore, our aim was to synthesize peptaibol mimetics by replacement of Aib by new α,α-dialkylglycines to assess the influence of the new amino acids side chain length in the conformation of the resulting AMP and in their activity in cell membranes permeation. This work had as objectives (i) to synthesize Peptaibolin (the shortest member of the peptaibol family) and (ii) to synthesize analogues of Peptaibolin. As far as the first objective, it was possible to synthesize Peptaibolin (Ac-Leu- Aib-Leu-Aib-Phol) throughout a sequencial series of protection, deprotection, coupling and reduction reactions, with yields that ranged between 74% and 99%, with an overall yield of 27%. As far as the second objective, it was possible to synthesize two analogues of Peptaibolin, by replacing the amino acid Aib for alanine (Ala) and α,α-diethylglycine (Deg). The Ala pentapeptide analogue was synthesized through a solid-phase sequential synthesis strategy with an overall yield of 21%. Fmoc chemistry was used in a 2- chlorotrityl chloride resin. The analogue bearing Deg was obtained with an overall yield of 12% by a solution phase synthesis.