PEPTIDOS PEQUEÑOS CON ACTIVIDAD ANTIFUNGICA

FRANCISCO M. GARIBOTTO, ADRIANA D. GARRO, ANA M. RODRÍGUEZ, MARCELA RAIMONDI, SUSANA A. ZACCHINO, RICARDO D. ENRIZ

Lanús (Bs. As.)

Congreso; XXVIII Congreso Argentino de Química; 2010

Los péptidos catiónicos antimicrobianos son abundantes en la naturaleza y se han descripto como "antibióticos naturales" [1,2]. Estos péptidos tienen entre 12 y 50 aminoácidos de largo con carga neta positiva, que se debe a un exceso de residuos básicos de arginina y lisina, y aproximadamente un 50% de aminoácidos hidrofóbicos [1]. Estas moléculas se pliegan en tres dimensiones de forma tal que presentan una cara hidrofóbica que comprende parte de los aminoácidos no polares de la cadena, y una cara hidrofílica que posee residuos polares y con carga positiva. Recientemente, nuestro grupo informó que penetratina (1), un péptido muy conocido por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia descripto como "antibióticos naturales" [1,2]. Estos péptidos tienen entre 12 y 50 aminoácidos de largo con carga neta positiva, que se debe a un exceso de residuos básicos de arginina y lisina, y aproximadamente un 50% de aminoácidos hidrofóbicos [1]. Estas moléculas se pliegan en tres dimensiones de forma tal que presentan una cara hidrofóbica que comprende parte de los aminoácidos no polares de la cadena, y una cara hidrofílica que posee residuos polares y con carga positiva. Recientemente, nuestro grupo informó que penetratina (1), un péptido muy conocido por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia descripto como "antibióticos naturales" [1,2]. Estos péptidos tienen entre 12 y 50 aminoácidos de largo con carga neta positiva, que se debe a un exceso de residuos básicos de arginina y lisina, y aproximadamente un 50% de aminoácidos hidrofóbicos [1]. Estas moléculas se pliegan en tres dimensiones de forma tal que presentan una cara hidrofóbica que comprende parte de los aminoácidos no polares de la cadena, y una cara hidrofílica que posee residuos polares y con carga positiva. Recientemente, nuestro grupo informó que penetratina (1), un péptido muy conocido por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia por su capacidad para penetrar células, muestra un significativo efecto antifúngico contra C. albicans y C. neoformans, dos importantes agentes patógenos que ponen en peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia peligro la vida de pacientes inmunocomprometidos [3]. Teniendo en cuenta que un péptido antifúngico debe ser lo más corto posible, a fin de reducir sus costos de producción, sintetizamos derivados más cortos que penetratina. En el presente trabajo, se diseñó una nueva generación de péptidos, en base a las propiedades conformacionales y electrónicas de penetratina. Es de esperar que estos nuevos péptidos de menor tamaño (Tabla 1) conserven las propiedades antifúngicas contra C. albicans y C. neoformans al menos comparables a penetratina Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia Tabla 1: secuencias de péptidos analizados Péptido Secuencia 1 RQIKIWFQNRRMKWKK-NH2RQIKIWFQNRRMKWKK-NH2 2 RKWRRKWKK-NH2RKWRRKWKK-NH2 3 RKFRRKFKK-NH2RKFRRKFKK-NH2 4 RKRRKWKK-NH2RKRRKWKK-NH2 5 RKRRKKK-NH2RKRRKKK-NH2 6 RQWKKWWQWRR-NH2RQWKKWWQWRR-NH2 7 RQIRRWWQWRR-NH2RQIRRWWQWRR-NH2 8 RQIRRWWQWWW-NH2RQIRRWWQWWW-NH2 9 RQWIKWWQWWW-NH2RQWIKWWQWWW-NH2 10 RQWIWWWQWWW-NH2RQWIWWWQWWW-NH2 11 RQIRRWWQW-NH2RQIRRWWQW-NH2 12 RQIIRWWQW-NH2RQIIRWWQW-NH2 13 RQIIWWWQW-NH2RQIIWWWQW-NH2 14 NRRMKWKK-NH2NRRMKWKK-NH2 Métodos La síntesis de péptidos se realizó manualmente en fase sólida sobre una resina pmetilbencilhidrilamina (1 g MBHA, 0.14 mmol/g) utilizando la estrategia Boc con la metodología estándar [3]. La conformación espacial de cada péptido se exploró usando el método empleado previamente por Liwo et al. que incluye el método EDMC (electrostatically driven Monte Carlo). La energía conformacional se evaluó usando el campo de fuerza ECCEP/3. El estudio electrónico de estos péptidos se realizó utilizando los potenciales electrostáticos moleculares (PEMs), a través del programa Gaussian 03, empleando para su obtención funciones de onda RHF/ 6-31G. Resultados En un trabajo previo de nuestro grupo de investigación se realizó un detallado estudio conformacional y electrónico para penetratina y sus derivados [3]. Estos resultados permitieron identificar un posible "patrón farmacofórico" para estos péptidos. Se describió así una estructura tipo α–hélice, con una cara hidrofóbica o cargada y una cara hidrofílica o no cargada. Es decir que, una combinación particular de los residuos catiónicos e hidrofóbicos, más la adopción de un ordenamiento espacial determinado parece ser el parámetro clave para la transición de la fase hidrofílica a la hidrofóbica de la membrana. Este sería un paso fundamental y necesario para producir la actividad antifúngica. Teniendo en cuenta este posible patrón farmacofórico, se estudiaron las propiedades conformacionales y electrónicas de esta serie de péptidos. En base a estos resultados se decidió sintetizar aquellos que mostraron concordancia con dicho patrón. También se sintetizaron, a modo de control negativo, 2 péptidos (5 y 14) que no presentaban similitudes con el patrón farmacofórico mencionado. De los péptidos diseñados todos adoptaron una conformación tipo α-hélice con una cara cargada y una cara no cargada, con excepción del péptido 14 que presentó 2 caras cargadas y 2 caras no cargadas intercaladas (Figura 1). Para caracterizar mejor el ordenamiento espacial de péptidos con estructura en α-hélice, se dibujaron las ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, caras cargadas y 2 caras no cargadas intercaladas (Figura 1). Para caracterizar mejor el ordenamiento espacial de péptidos con estructura en α-hélice, se dibujaron las ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, cara cargada y una cara no cargada, con excepción del péptido 14 que presentó 2 caras cargadas y 2 caras no cargadas intercaladas (Figura 1). Para caracterizar mejor el ordenamiento espacial de péptidos con estructura en α-hélice, se dibujaron las ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, caras cargadas y 2 caras no cargadas intercaladas (Figura 1). Para caracterizar mejor el ordenamiento espacial de péptidos con estructura en α-hélice, se dibujaron las ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5, 6, ruedas de Edmundson.[4]. En ellas se puede notar la presencia de dos caras fácilmente diferenciables, una cara cargada (línea discontinua) y una cara no cargada (línea continua). Figura 1. Representaciones de las ruedas de Edmundson de los péptidos 1 y 4-14. El número en el centro de la rueda corresponde al número del péptido. En cuanto a las características electrónicas, mediante el análisis de los PEMs, se observó que sólo los péptidos 6, 7 y 11 muestran una distribución electrónica similar a la encontrada para penetratina. Con estos datos, se decidió sintetizar los péptidos 5