Análogo de catalpol, inhibidor de Taq ADN polimerasa, obtenido por biotransformación regioselectiva

H. A. GARRO; C. R. PUNGITORE; M. J. MANZUR; G. M CIUFFO; M. KURINA SANZ; C. E. TONN

Mar del Plata

Simposio; PRIMER SIMPOSIO IBEROAMERICANO DE QUÍMICA ORGÁNICA SIBEAQO I y XVI SIMPOSIO NACIONAL DE QUÍMICA ORGÁNICA XVI SINAQO; 2007

SAIQO

ANÁLOGO DE CATALPOL INHIBIDOR DE Taq ADN POLIMERASA, OBTENIDO POR BIOTRANSFORMACIÓN REGIOSELECTIVA.Garro, H. A.;1 Pungitore, C. R.;1* Manzur, M. J.;2 Ciuffo, G. M.;2 Kurina, M. B.1* y Tonn, C. E.1 1INTEQUI-CONICET,  2Laboratorio de Biología Molecular, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Universidad Nacional de San Luis. Chacabuco y Pedernera, 5700 San Luis, Argentina. Fax: +54 2652 422 644. E-mail: crpungi@unsl.edu.ar, mkurina@unsl.edu.arIntroducción.La correcta replicación del ADN por acción de las ADN polimerasas es un requisito esencial para la integridad del genoma, siendo la transmisión de la información genética un evento fundamental en todos los seres vivos. Es por esto que ADN polimerasas y topoisomerasas han sido identificadas como blancos moleculares para el desarrollo de drogas quimioterapéuticas contra el cáncer, ya que estas enzimas nucleares son cruciales en eventos metabólicos del ADN tales como replicación, transcripción, recombinación y segregación cromosómica, siendo además imprescindibles para la viabilidad y división celular.En la actualidad se conocen con detalle las estructuras tridimensionales de varios tipos de polimerasas y otras enzimas relacionadas con ácidos nucleicos, tales como el fragmento Klenow de la ADN polimerasa I de Escherichia coli, y su homólogo Klentaq (Figura 1.A), aislado de la bacteria Thermus aquaticus. Se han sido informado diversos inhibidores de ADN polimerasas incluyendo didesoxinucleótidos, ácidos grasos, fosfolípidos, flavonoides, triterpenos e iridoides, sin embargo, todavía es necesario el hallazgo de fármacos más potentes y en lo posible de mayor selectividad. Además, la información concerniente a las características estructurales de inhibidores de este tipo de proteínas, permitiría obtener pruebas para el entendimiento del rol que juegan estas enzimas específicas en los mecanismos de replicación. En estudios previos realizados en nuestro laboratorio se pudo determinar que el compuesto catalpol (1) generó una significativa inhibición sobre Taq ADN polimerasa, mientras que su derivado peracetilado (2) se mostró inactivo [1]. Además, mediante datos experimentales apoyados por cálculos teóricos se ha podido establecer que la aglicona juega un rol predominante en la inhibición de Taq ADN polimerasa [2].Con el objeto de aumentar la información relativa acerca de los grupos funcionales de catalpol y sus derivados se realizó la preparación del compuesto novedoso 6,10,2´,6´-tetraacetil-O-catalpol (3) (Esquema 1).Resultados y Discusión.El derivado parcialmente acetilado, 6,10,2´,6´-tetraacetil-O-catalpol (3), se obtuvo a partir de una reacción clásica de acetilación, seguida de hidrólisis regioselectiva de dos grupos acetatos mediante un proceso de bioconversión en dos etapas, empleando para ello cultivos en crecimiento de Aspergillus niger ATCC 11394 de acuerdo a procedimientos publicados por Bisogno et al. [3]. El objetivo planteado de realizar una esterificación sobre el compuesto de partida (1), surge en base a obtener un derivado de menor polaridad (2), y por lo tanto de mayor capacidad para difundir a través de membranas celulares, siendo más susceptible a reacciones de biotransformación por célula entera. Cuando el compuesto (3) fue ensayado frente a Taq ADN polimerasa mostró actividad inhibitoria dosis-dependiente sobre esta proteína, arrojando un valor de IC50 de 43,02 μM (Figura 1.B), Teniendo en cuenta que el compuesto (2), en estudios realizados anteriormente, no fue capaz de generar inhibición enzimática, proponemos que los grupos hidroxilos 3? y 4? poseen un rol significativo en la actividad inhibitoria frente a la enzima Taq ADN polimerasa.Conclusiones. En resumen, se obtuvo el compuesto 6,10,2´,6´-tetraacetil-O-catalpol (3) mediante hidrólisis regioselectiva catalizada por cultivos en desarrollo de Aspergillus niger ATCC 11394 de los grupos acetatos 3´ y 4´ sobre per-O-acetilcatalpol, resultando este un interesante inhibidor de Taq ADN polimerasa. Además, este compuesto podría ser de considerable valor para realizar futuros estudios concernientes a la relación estructura-actividad del iridoide catalpol (1) y sus derivados.Agradecimientos.UNSL (Proyecto 22/Q505), CONICET (PIP 6228) y ANPCyT (PICT-10714, 9759). C.R.P. agradece a CONICET por beca postdoctoral. Bibliografía.[1].  Pungitore et al. J. Nat. Prod. 2004, 67, 357-361.[2].  Pungitore et al. Cell. Mol. Biol. 2004, 50, 767-772.[3].  Bisogno et al. Steroids 2007, 72, 643-652.