Aplicacin de la Qumica Supramolecular al diseo de nuevos
frmacos
Aplicaciones
Tecnologa de materiales
Qumica supramolecular y molecular automontaje procesos en
particular se han aplicado al desarrollo de nuevos materiales.
Grandes estructuras pueden accederse fcilmente usando sntesis de
abajo hacia arriba como se componen de molculas pequeas que
requieren menos pasos para sintetizar. Por lo tanto la mayora de
los enfoques de abajo hacia arriba a la nanotecnologa se basa en
qumica supramolecular.
Catlisis
Una aplicacin importante de qumica supramolecular es el diseo y
la comprensin de catalizadores y catlisis. Interacciones
noncovalent son de gran importancia en la catlisis, reactivos de
enlace en conformaciones adecuados para la reaccin y disminuye la
energa del estado de transicin de reaccin. Sntesis orientadas en la
plantilla es un caso especial de catlisis supramolecular. Sistemas
de encapsulacin como micelas y dendrmeros tambin se utilizan en la
catlisis para crear microambientes adecuado para reacciones (o
pasos en reacciones) al progreso que no es posible utilizar en una
escala macroscpica.
Medicina
Tambin es importante para el desarrollo de nuevas terapias
farmacuticas qumica supramolecular mediante la comprensin de las
interacciones en un sitio de enlace de drogas. El rea de la entrega
de drogas tambin ha logrado avances crticos como resultado de
qumica supramolecular proporciona encapsulacin y dirigido
mecanismos de lanzamiento. Adems, los sistemas supramoleculares han
sido diseados para interrumpir las interacciones entre
protenas-protenas que son importantes para la funcin celular.
Almacenamiento de datos y procesamiento
Qumica supramolecular ha sido utilizado para demostrar las
funciones de la computacin en una escala molecular. En muchos
casos, las seales fotnicas o qumicas han sido utilizadas en estos
componentes, pero elctrica de interconexin de estas unidades se ha
demostrado tambin por dispositivos de supramolecular transduccin de
seales. Almacenamiento de datos se ha logrado mediante el uso de
interruptores moleculares con unidades fotocromticas y
photoisomerizable, electrochromic y redox-unidades conmutables e
incluso por movimiento molecular. Sintticas puertas lgicas
moleculares han demostrado a nivel conceptual. Clculos incluso a
gran escala han sido alcanzados por semi-synthetic equipos de
ADN.
Qumica verde
Investigacin en qumica supramolecular tambin tiene aplicaciones
en qumica verde donde las reacciones han sido desarrollados que
proceder en estado slido dirigido por no covalente. Tales
procedimientos sean muy deseables, ya que reducen la necesidad de
disolventes durante la produccin de productos qumicos.
Otros dispositivos y funciones
Qumica supramolecular a menudo se persigue desarrollar nuevas
funciones que no pueden aparecer a partir de una sola molcula.
Estas funciones incluyen tambin propiedades magnticas, capacidad de
respuesta luz, resolucin automtica de problemas polmeros, sensores
moleculares, etc.. Investigacin supramolecular se ha aplicado a
desarrollar sensores de alta tecnologa, procesos para tratar los
residuos radiactivos y agentes para CAT analiza de contraste.
Aplicacin de la Qumica Supramolecular al diseo de nuevos
frmacos
Esta lnea trata de la aplicacin de la qumica supramolecular a la
bsqueda de nuevos frmacos con tres objetivos prioritarios:
1) Bsqueda de receptores sintticos capaces de modificar,
mediante complejacin selectiva, niveles anmalos de aminocidos
dicarboxlicos o catecolaminas neurotransmisores que generan
enfermedades neurodegenerativas.
2) Bsqueda de receptores sintticos capaces de inhibir la
toxicidad y/ neurotoxicidad de drogas estimulantes de tipo
anfetamina mediante procesos de complejacin selectiva.
3) Busqueda de nuevos frmacos complejantes de Fe(II) de
actividad antiparasitaria por su capacidad para inhibir la
superxido dismutasa de hierro (FeSOD)
En los ltimos aos esta estrategia ha conducido a interesantes
resultados:
1a) Se han desarrollado receptores poliamnicos de pirazol que,
en solucin acuosa y a pH fisiolgico, interaccionan selectivamente
con L-glutamato en forma zwiterinica. Algunas de estas poliaminas
son capaces de inhibir procesos de muerte neuronal excitotxica.
Alternativamente, receptores poliamnicos de pirazol piridina forman
complejos binucleares de Cu(II) y/ Zn(II), que interaccionan eficaz
y selectivamente con L-glutamato en solucin acuosa a pH fisiolgico.
Se ha comprobado que uno de estos complejos poliamina-Zn(II) acta
como neuroprotector, bloqueando la actividad del receptor VR1.
1b) Se ha sintetizado un criptando poliamnico de 1H-pirazol, que
en solucin acuosa y a pH fisiolgico, forma un complejo estable de
inclusin con dopamina (Ks 105M-1). Adems se demostr que receptores
poliamnicos de estructura cclica bicclica que forman complejos
binucleares de Cu(II) interaccionanan eficazmente con el grupo
catecol de dopamina a pH fisiolgico formando complejos ternarios
receptor-2Cu(II)-dopamina.
2a) Se ha descubierto que receptores protn-ionizables de
1H-pirazol generan sales de pirazolato de sodio que interaccionan
eficaz y selectivamente con cloruros ( sulfatos) de amonio de
drogas anfetamnicas y derivados de tipo xtasis. Una de estas sales
sdicas inhibi parcialmente la neurotoxicidad inducida por
metanfetamina in vivo en ratones.
2b) Estudios con receptores acclicos derivados de piridazina
demuestran que las interacciones de apilamiento potencian la
complejacin y transporte selectivo de fenetilaminas lipfilas en
relacin a dopamina.
3) Se ha demostrado que, en general, la supervivencia de
parsitos protozoarios est prximamente relacionada con la capacidad
de determinadas enzimas para evadir el dao originado por radicales
libres txicos procedentes de sus huspedes. Entre ellas, la
superxido dismutasa de hierro (FeSOD), parece ser la enzima
normalmente asociada con tripanosomtidos y juega un papel relevante
como defensa antioxidante de Trypanosoma cruzi. Por tanto, aquellos
compuestos que inhiben la accin protectora de la FeSOD son buenas
dianas de actividad antiparasitaria que afecta tanto al crecimiento
como a la supervivencia de clulas parasitarias. Dado el papel
predominante de los grupos prostticos, la complejacin competitiva
del in metlico de la FeSOD podria ser una eficiente via de
desactivacin de su efecto antioxidante. Hemos encontrado una serie
de derivados de benzo[g]ftalazina con capacidad para complejar
iones metlicos de transicin, que en forma libre se comportan como
inhibidores de FeSOD. En estos compuestos, parece existir una
relacin entre el modo de complejacin del ligando, la pauta de
inhibicin de la enzima y la actividad antiparasitaria
observada.
Dado su carcter interdisciplinar, este proyecto est siendo
desarrollado en colaboracin con diferentes grupos de
investigacin
