Unidad: Heterociclos | Licda. Diana Pinagel | Grupo No. 6 Universidad de San Carlos De Guatemala Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia Departamento de Química Orgánica “Sara Basterrechea de Monzón” Química Organica III (QF) 2014 Andrea rojas: presentación Diseño y síntesis de derivados de núcleo tiazol como potentes inhibidores de FabH y con actividad antibacteriana Unidad: Heterociclos | Licda. Diana Pinagel | Grupo No. 6

Bacterias Multirresistentes El ascenso y la prevalencia de bacterias patógenas multirresistentes ha traído desafíos que aumentan la necesidad de crear nuevos tipos de agentes antibacterianos y ampliar la bio-utilidad de los medicamentos viejos. Andrea Rojas: introducción al tema

Biosíntesis de ácidos grasos La sintasa β-cetoacil-ACP III (FabH), es una enzima esencial para la viabilidad bacteriana, que juega un papel importante y regulatorio en la síntesis de ácidos grasos bacterianos. Andrea rojas: Mecanismo GENERAL

¿Por qué esta investigación es importante? Las proteínas FabH de bacterias Gram (+) y Gram (-) están muy conservadas en secuencia y estructura y no son homólogas a las de los seres humanos. La inhibición FabH podría ser un objetivo prometedor para el diseño de nuevos fármacos antimicrobianos con selectividad, baja toxicidad, y de amplio espectro de actividad antibacteriana. Andrea Rojas: Justificación

Uso de los Tiazoles Alergias Hipertensión Inflamación Esquizofrenia Infecciones de VIH Dolor Andrea Rojas: Contenido General Uso de los Tiazoles

Mecanismos planteados de forma general Andrés Mazariegos Química y Reacciones Mecanismos planteados de forma general

Reacciones que se llevaron a cabo Síntesis de compuestos de las series A y B (a – h) Reacciones que se llevaron a cabo Andrés Mazariegos

Se sintetizaron 24 compuestos Síntesis de compuestos de las series A y B (i – l) Se sintetizaron 24 compuestos Las reacciones llevaron procesos de: Brominación (Formación de 2a y 2b) Ciclocondensación con tiourea (Formación de 3a y 3b) Reacción de un bromuro de ácido con una amina (Formación de 4a – 4h y 5a – 5h) Reacción de un ácido con una amina empleando una carbodiimida (Formación de 4i – 4l y 5i – 5l) Andrés Mazariegos

Mecanismo Planteado Andrés Mazariegos

Metodologías empleadas Andrea Rojas: Metodologías Metodologías empleadas

Metodologías Caracterización y purificación de los compuestos sintetizados: Cromatografía en capa fina Puntos de fusión Espectro de masas RMN H1 Determinación de la actividad antimicrobiana (MIC) Purificación de la FabH de E. coli Interacción con el sitio activo de la enzima (IC50) Citotoxicidad en macrófagos humanos (Ensayo MTT colorimétrico) Modelo tridimensional e interacción con el sitio activo (3D-QSAR DS 3.5) Andrea Rojas: Metodologías

Andrés Mazariegos Resultados obtenidos

Función antibacterial de los medicamentos Cepas de bacterias empleadas Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Bacillus subtilis Staphylococcus aureus MIC: Minimum Inhibitory Concentrations Antibiótico control: 1. Penicilina G 2. Kanamicina B Andrés Mazariegos

Principales conclusiones de la actividad antimicrobiana La serie B mostró mejor actividad antibacterial que la serie A. Una cadena corta de grupo amido y sustituyentes largos de ácidos en el enlace amida puede estar relacionado a las actividades antimicrobianas La introducción de un metilo o etil éter puede que no esté relacionado con la actividad inhibitoria. Comparado con 4a, los compuestos 4b-4f mostraron una potente actividad antibacteriana. La introducción de un halógeno en posición meta con respecto de la posición para del sustituyente de la amida posee mejor actividad antimicrobiana Los sustituyentes para del anillo bencénico siguen el siguiente orden: Br<Cl<F. Andrés Mazariegos 4b o 5b 4e o 5e 4f o 5f

5f posee una actividad antimicrobiana semejante a la de los antibióticos de referencia. *el menor valor de MIC significa que se requiere de menor concentración del fármaco para tener un efecto apreciable sobre las bacterias evaluadas Andrés Mazariegos

Acción inhibitoria sobre el enzima FabH de E. coli Principales conclusiones Los IC50 (coeficiente de inhibición al 50%) más bajos y pIC50 más altos, demostraron una mayor estabilidad en la interacción con el sitio activo del enzima. Los compuestos 5b-5g con sustituyente bromo en el anillo bencénico colocado en el C4 mostraron una mejor inhibición de E. coli, que en la serie A. Los compuestos con sustituyentes en meta Cl o Br localizados en el anillo de benceno muestran mejor inhibición bacteriana que los para sustituidos. Andrés Mazariegos

Interacción de 5f con el sitio activo de FabH. Se logró determinar que tanto 5f como la penicilina inhiben los mismos residuos aminoácidos (Arg 36 con enlaces π aromáticos-catión y Asn 247 con formación de puentes de hidrógeno entre el átomo de azufre y el aminoácido), lo cual podría suponer la actividad inhibitoria puede deberse al bloqueo de residuos aminoácidos específicos del sitio activo de FabH. Andrés Mazariegos

Citotoxicidad en macrófagos humanos Se determinó que casi todos, no exhibieron actividad citotóxica por lo que pueden ser empleados en el tratamiento de bacterias patógenas como las evaluadas en este estudio, especialmente el compuesto 5f. Método empleado: Ensayo colorimétrico MTT Andrés Mazariegos

Por su capacidad inhibitoria del enzima FabH, su amplio espectro de acción bacteriana competente incluso contra la penicilina, su baja citotoxicidad y la relativa facilidad de síntesis, el compuesto 5F, podría ser empleado como antibacteriano. Tras realizar posteriores estudios podría ser una alternativa empleable en la farmacia clínica. Andrea Rojas: Conclusión general Conclusión general Nombre IUPAC: 2-(3-bromofenil)-N-(4-(4-bromofenil)-tiazol-2-il)-acetamida.

Gracias por su atención Andrea rojas: cierre y preguntar ¿Hay dudas? ID Y APRENDED CON TODOS