ESTUDIOS BIOORGÁNICOS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE DETERMINANTES ESTRUCTURALES DE LA UNIÓN DEL SUSTRATO

POEYLAUT–PALENA, A.A., TOMATIS, P.E., MATA, E.G. Y VILA, A.J.,

Mar del Plata, Argentina

Congreso; XV Simposio Nacional de Química Orgánica; 2007

Las Metalo–b–Lactamasas (MBLs) son responsables de una de las formas más modernas de resistencia bacteriana a los antibióticos b–lactámicos. Son enzimas dependientes de zinc capaces de hidrolizar una amplia gama de sustratos tales como penicilinas (1), cefalosporinas (2) y carbapenemes (3). La variación estructural entre las MBLs y su promiscuidad en el reconocimiento de los sustratos dificulta la identificación de los determinantes estructurales de unión comunes; tanto en la enzima como en los sustratos. Esta es una de las principales causas de la ausencia de inhibidores de amplia gama contra estas enzimas. Estructuralmente, los sustratos que son hidrolizados eficientemente por las MBLs sólo tienen en común el anillo b–lactámico y el carboxilato en posición _ respecto al nitrógeno b–lactámico. Esta estructura podría ser asignada tentativamente como la mínima expresión de un sustrato de MBL. A pesar de su amplio espectro, las MBLs son renuentes a hidrolizar monobactamas (4), tales como aztreonam. Dado que aztreonam posee una susceptibilidad a la hidrólisis alcalina similar a los sustratos de MBLs, probablemente una de las causas de la ausencia de hidrólisis enzimática sea la falta de unión o una unión improductiva a la enzima. Esto puede deberse a la carencia del carboxilato en posición _ respecto al nitrógeno presente en los sustratos de MBLs. Con la intención de identificar: (i) los elementos mínimos necesarios para la unión de sustrato a la enzima y (ii) los elementos que hacen a aztreonam un mal sustrato, en este trabajo nos propusimos sintetizar compuestos con estructura similar a la mínima expresión de sustrato de MBL (5). De esta manera fue posible analizar las propiedades de unión e hidrólisis de estos compuestos en comparación con aztreonam. La hidrólisis se examinó a través de espectroscopia UV–vis y experimentos de 1H RMN. Por otra parte, la unión al sitio activo fue monitoreada por distintas técnicas espectroscópicas tales como extinción de la fluorescencia en experimentos de flujo detenido, espectroscopia UV–vis de la enzima sustituida con Co(II), y experimentos de RMN de proteínas tales como 15N,1H HSQC.