Modelos sintéticos para el reconocimiento de ADNProcesos catalíticos y control de la interacción mediante estímulos externos

Zusammenfassung

Tras la elucidación del genoma humano y, además, con el impulso llevado a cabo por la Química Biológica en el estudio de los mecanismos de la expresión genética, se ha comenzado a poner un gran empeño en elucidar las bases moleculares que gobiernan la interacción de diversas moléculas con sus secuencias de unión al ADN. De este modo se pretende estar en posición de alterar de manera programable y selectiva la expresión de ciertos genes, ya que, la regulación de la transcripción por métodos químicos puede mostrarse como una herramienta decisiva en el campo de la medicina. El objetivo de este trabajo de Tesis Doctoral se centra, pues, en estudiar dos modos de interacción entre moléculas polipeptídicas y el ADN: - Por un lado, se comprobará la capacidad de catálisis de una secuencia corta de ADN sobre una reacción de ligación química nativa entre dos fragmentos poliamídicos. De estas moléculas, análogas de la Distamicina A, se conoce la capacidad de insertarse en forma de dímeros en el surco menor del ADN lo cual nos permitiría poner en proximidad dos grupos reactivos: uno tioéster y otro cisteína, y de este modo acelerar la velocidad de reacción de la formación de este ¿enlace peptídico nativo¿. Se han sintetizado diferentes moléculas con distintos esqueletos poliamídicos de modo que podamos demostrar, mediante la combinación competitiva de diferentes sustratos de este tipo formados por unidades de pirrol e imidazol, como distintos ADNs favorecen la formación de productos homo- o heterodiméricos según la secuencia elegida. - Por otro lado, se tratará de mimetizar el modo de acción de ciertas proteinas reguladoras de la expresión genética (factores de transcripción). Para ello, se han abordado dos enfoques diferentes: conmutación de la unión específica, y conmutación de la selectividad de secuencia. En el primero de los casos, un dímero peptídico C-terminal de regiones básicas de GCN4 cuya capacidad de unión al ADN consenso se ha bloqueado gracias a la introducción de sendas colas ácidas N-terminales conectadas a través de un motivo fotolábil, permite la activación selectiva de su capacidad de reconocimiento de ADN mediante la irradiación con luz UV y la consecuente liberación de dichas colas ácidas que impiden su unión al ADN diana. En el caso de la conmutación de la selectividad, se ha preparado un péptido capaz de dimerizar por sus extremos C- y 6N-terminal de modos diferentes en función de un estímulo externo adecuado. Este proceso de ¿switch¿ supone un paso importante en el modo de imitar el control combinatorio que ocurre en la naturaleza, ya que la secuencia a la que irá dirigido el péptido dimerizado por su extremo C-terminal va a ser diferente de la secuencia diana que presente este mismo péptido cuando es dimerizado a través del extremo 6N-terminal.