Sintesi e caratterizzazione di un "Photoaffinity Label" analogo della Piperina per l'identificazione del bersaglio e del sito di legame nella perturbazione dello stato super rilassato della Miosina II.

Obesity and Overweight are conditions described as an increase in body weight, mainly of adipose tissue, which may lead, depending on each case, to health complication for the affected subject. A subject is considered overweight or obese when their BMI or Body Mass Index, calculated as the ratio between the weight in Kg and the height in m, is equal or greater than respectively 25kg/m or 30Kg/m. In a recent report from the WHO is observed how the prevalence in obesity shows an increasing trend in every region with an higher increase in richer region such as Europe, North America and Oceania. WHO estimates that 59% of adult European live with overweight or obesity and almost a quarter (23%) are obese. Obesity can result from various factors genetic, behavioural, psychological, environmental, socio-economic and cultural that lead to an energetic imbalance with a following accumulatio of adipose tissue. Among possible solutions are alimentary education and constant physical exercise. These solutions are not always affective or feasible and today available pharmacological therapies offer poor results with non-negligible side effects and possible interactions with other drugs used in the treatment of obesity-related pathologies such as diabetes mellitus (type II), hypertension and metabolic syndromes. A new possible pharmacological treatment emerged following a High-throughput screening of 2128 compounds from which has been observed the capability of Piperine, one of the main alkaloids naturally contained in Black Pepper, of destabilizing the so-called super-relaxed state (SRX) of myosin II and doing so, maintaining a base ATP consumption circa 66% higher than normal. Following this multiple derivates of Piperine have been synthesized to improve potency, bioavailability and selectivity. From these AZ1 sparked particular interest. The aim of this thesis project is to obtain a Photoaffinity Label derived from AZ1 which may be used for the identification of the target and binding site to evaluate the destabilizing action on the super-relaxed state of myosin II and to determine other possible improvements of the structure to obtain a proper lead compound. My work in this thesis project amounted to the synthesis and purification of a AZ1 derivate functionalized with a lateral chain containing a photoreactive group and an identification tag. The compound obtained will then be studied for its interaction capability and used in the determination of its binding site.

Obesità e Sovrappeso sono condizioni descritte come un aumento del peso corporeo, in particolare legato al tessuto adiposo, che può portare, a seconda dei casi, a complicazioni per lo stato di salute del soggetto. Un soggetto viene considerato sovrappeso o obeso quando il suo “BMI” o Indice di Massa Corporea, calcolato come il rapporto tra il Peso in Kg e l’Altezza in m, è uguale o supera rispettivamente 25kg/m e 30Kg/m. In un recente rapporto della OMS si osserva come la prevalenza dell’obesità è in aumento in tutte le regioni con un aumento maggiore nelle regioni più ricche di Europa, Nord America e Oceania. La OMS stima che circa il 59% degli adulti nella Regione Europea convivono con la condizione di sovrappeso o obesità e quasi un quarto (23%) sono obesi. L’obesità può risultare da numerosi fattori genetici, comportamentali, psicologici, ambientali, socioeconomici e culturali che portano a uno sbilancio energetico con conseguente accumulo di tessuto adiposo. Tra le possibili soluzioni vi sono l’educazione alimentare e un costante esercizio fisico. Tali soluzioni non sono però sempre efficaci o adeguate e terapie farmacologiche odierne offrono scarsi risultati con effetti collaterali non trascurabili oltre che possibili interazioni con altri farmaci usati nel trattamento di patologie connesse all’obesità quali diabete mellito (di tipo II), ipertensione e sindromi metaboliche. Un nuovo possibile trattamento farmacologico è emerso come opzione a seguito di un “High-throughput Screening” di 2128 composti dal quale si è riscontrata la capacità della Piperina, uno dei principali alcaloidi naturalmente presenti nel pepe nero, nel destabilizzare il cosiddetto stato super-rilassato (SRX) della miosina II e, così facendo, mantenere un livello di consumo di ATP basale di circa il 66% maggiore rispetto al normale. Successivamente sono state sintetizzate altre molecole derivate dalla Piperina nel tentativo di migliorarne le caratteristiche di potenza, biodisponibilità e selettività. Tra essi mostra particolare interesse il composto AZ1. L’obbiettivo di questo progetto di Tesi è l’ottenimento di un “Photoaffinity Label” derivato da AZ1 che possa essere utilizzato per ricercare e studiare il bersaglio e il sito di legame per poter valutare la loro azione nella destabilizzazione dello stato super-rilassato della miosina II e determinare possibili altre ottimizzazioni della struttura al fine di ottenere un vero e proprio composto “lead”. Il mio lavoro durante questo progetto di tesi è stato il sintetizzare e purificare un derivato di AZ1 funzionalizzato con una catena laterale contenente un gruppo fotoreattivo e una porzione disponibile all’identificazione. Il composto ottenuto verrà quindi studiato per la sua capacità di interazione e utilizzato nella determinazione del sito di legame della molecola.