Caracterización estructural de fármacos trifuncionales

Abstract

La D-penicilamina es un fármaco trifuncional con el que es posible tratar una gran variedad de enfermedades. En el presente trabajo se aborda, por primera vez, el estudio de su estructura tridimensional con el fin de poder entender en mayor manera cómo ejerce su potencial actividad biológica. Mediante el uso de una técnica de ablación láser, se ha transferido la muestra sólida de penicilamina a fase gas, para después ser expandida supersónicamente e interrogada con una radiación en el rango de frecuencias de microondas, con la técnica conocida como Laser Ablation Chirped Pulse Fourier Transform Microwave (LA-CP-FTMW) de espectroscopia de rotación, desarrollada en el Grupo de Espectroscopia Molecular (GEM) de la Universidad de Valladolid. El espectro de rotación de la D-penicilamina ha sido obtenido experimentalmente, siendo capaces de identificar dos confórmeros dominantes que se corresponden con las dos estructuras predichas más estables de la molécula. Paralelamente, se han empleado métodos computacionales (mecánica molecular y cálculos mecanocuánticos), con el fin de buscar las estructuras más relevantes, o más estables, y así tener una predicción de los parámetros rotacionales que sirvan de guía en la asignación del espectro experimental. Finalmente, se ha llevado a cabo un análisis de las fuerzas intermoleculares de los dos confórmeros para poder discutir si existe alguna correlación entre la estructura y el papel biológico que ejerce la penicilamina.

D-penicillamine is a drug widely used to treat many diseases. In the present work, we characterize the three-dimensional structure of penicillamine as a first approach to shed light on its biological activity. Using a laser ablation source, we have transferred solid D-penicillamine to the gas phase by Laser Ablation (LA) and probed it employing Chirped Pulsed Fourier Transform Microwave (CP-FTWM) spectroscopy in the isolated conditions of a supersonic jet. This technique has been designed and developed by Grupo de Espectroscopia Molecular (GEM) in the University of Valladolid. On the one hand, we use computational methods (both molecular mechanics and quantum chemical calculations), to search for the most relevant structures. This allows us to obtain the most stable structures and make a prediction of the rotational spectra in order to proceed with their assignment. At the same time, the experimental rotational spectrum of D-penicillamine is obtained, and two conformers are found which correspond to the predicted most stable conformers. Finally, a characterization of the intermolecular forces is carried out to discuss any correlation with the biological role of penicillamine.