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Type: Tese de Doutorado
Title: Síntese de peptídeos: cinética de dimerização via formação de ligação de dissulfeto, obtenção e estudos biofísicos de glicotriazol-peptídeos
Authors: Carlos Filipe Reis Costa Guimarães
First Advisor: Jarbas Magalhaes Resende
First Co-advisor: Dorila Pilo Veloso
First Referee: Clarissa Piccinin Frizzo
Second Referee: Monica Santos de Freitas
Third Referee: Diogo Montes Vidal
metadata.dc.contributor.referee4: Angelo de Fatima
Abstract: Diante ao grande potencial biológico dos peptídeos, o conhecimento mais detalhado da química envolvida nos processos de obtenção dessas substâncias se tornou de grande relevância e atinge, a cada ano, um maior grau de maturidade. Este trabalho está relacionado a estudos de síntese química e biofísicos de uma importante classe de peptídeos, os antimicrobianos. Em uma primeira etapa é descrito, minuciosamente, o estudo cinético da síntese do peptídeo homotarsinina (Htr), um raro homodímero isolado originalmente do anuro Phyllomedusa tarsius, que apresenta um grande potencial biológico. Foram realizadas várias reações de dimerização via formação de ligação dissulfeto da cadeia monomérica Htr-M em diferentes condições e meios reacionais, de modo a se compreenderem os aspectos mecanísticos, bem como de se avaliarem os perfis cinéticos obtidos nas diferentes condições de reação. Em um segundo momento, foi feita uma proposta de síntese, associando-se duas metodologias interessantes: a cicloadição [3+2] catalisada por Cu (I) entre azidas e acetilenos e a síntese de peptídeos em fase sólida. Essa associação sintética visa a obtenção de glicotriazol-peptídeos derivados de quatro peptídeos antimicrobianos, as filoseptinas -1, -2 e -3, e a hilaseptina 1. As três filoseptinas foram originalmente isoladas do anuro Phyllomedusa hypochondrialise a hilaseptina 1 do anuro Hyla punctata. No caso das filoseptinas, foram feitas glicosilações pontuais e realizados alguns estudos biofísicos preliminares, para se avaliarem a estruturação e a interação com modelos miméticos de membranas, utilizando-se a espectroscopia de dicroísmo circular e a microcalorimetria de titulação isotérmica. No caso da hilaseptina 1, os estudos biofísicos foram realizados utilizando-se o espalhamento de luz dinâmico e as espectroscopias de dicroísmo circular, de ressonância plasmônica de superfície e de fluorescência, sendo que os dados estruturais e de interação obtidos auxiliaram também na avaliação da sua atividade antimicrobiana. Juntamente com os ensaios biofísicos, estudos de inibição da biossíntese de ergosterol auxiliaram na compreensão da ação antifúngica das unidades de carboidrato e triazólica dos glicotriazol-peptídeos derivados da hilaseptina 1. Portanto, os resultados descritos neste trabalho tratam da investigação de alguns temas, que ainda são pouco explorados na literatura e, por isso, atingem proporções inéditas e de relevância para a comunidade científica da área.
Abstract: In face of the enormous biological potential of peptides, the detailed knowledge of the chemistry involved in the preparation of these compounds has acquired high relevance and it has reached over the years a high degree of maturity. This thesis is related to the chemical synthesis of antimicrobial peptides, which is a relevant class of these compounds. This work addresses two main topics: the kinetics of peptide dimerization through disulfide bond formation and the preparation and biophysical studies of glycotriazole-peptides. Firstly, the synthesis of homotarsinin (Htr), a rare homodimeric peptide originally isolated from the three-frog Phyllomedusa tarsius, is investigated in detail. Several dimerization reactions of the peptide monomeric chain Htr-M have been performed in different media and at different experimental conditions, in order to elucidate the kinetics of disulfide bond formation and to figure out the mechanistic aspects of this reaction. A synthetic approach for obtaining glycotriazole-peptides is also presented and it takes the advantage of two particularly interesting methodologies: the copper (I)-catalyzed azide alkyne cycloaddition (CuAAC) reaction and the Fmoc solid-phase peptide synthesis. Glycotriazole derivatives of the antimicrobial peptides phylloseptin-1, -2, -3 and hylaseptin-P1 have been prepared. The three phylloseptins have originally been isolated from the three-frog Phyllomedusa hypochondrialis, whereas hilaseptina 1 have been isolated from the three-frog Hyla punctata. In the case of the three phylloseptins and their glycoforms, some preliminary investigations of their membrane interactions have been performed by circular dichroism spectroscopy and isothermal titration calorimetry. The membrane interactions of hilaseptina 1, a triazole derivative and two glycoforms have been investigated in more details by different biophysical approaches, namely: dynamic light scattering, fluorescence, plasmon surface resonance and circular dichroism spectroscopies. The antibacterial and antifungal activities of these compounds were also investigated along with their potential of inhibiting ergosterol biosynthesis. In conclusion, the increased fungicidal activity of the glycotriazole-peptides seems to be the result of (A) more pronounced membrane-disruptive properties, which is related to presence of a saccharide ring, together with (B) the inhibition of ergosterol biosynthesis, which seems to be related to the presence of both the monosaccharide and the triazole rings.
Subject: Química Orgânica
Anuro
Cinética química
Peptidios Sintese
Carboidratos
Peptídios
Triazóis
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-ARKP8P
Issue Date: 25-Jul-2017
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