Sintesi e caratterizzazione di glucosil-steroli altamente funzionalizzati

I colesteril-D-glucosidi sono lipidi bioattivi il cui coinvolgimento nei meccanismi patologici delle malattie neurodegenerative è da tempo oggetto di studio e risulta di crescente interesse. Tuttavia, l'identificazione dei loro target proteici e la loro localizzazione all’interno dei neuroni rimangono sfide estremamente complesse. In questo lavoro di tesi viene presentata la sintesi stereoselettiva di una sonda molecolare bifunzionale basata sull'anomero beta del colesteril-D-glucosio, la quale verrà utilizzata per studiare il sito di interazione di questo glicolipide nei neuroni, grazie alla collaborazione con il dipartimento di Biologia dell’Università̀ di Padova che si prefigge di indagare sul comportamento degli steril-D-glucosidi associati alle malattie neurodegenerative come Parkinson e SLA. La ricerca si pone l’obiettivo di funzionalizzare gli steril-D-glucosidi in posizione C6 del carboidrato con la 3-(but-3-in-1-il)-3-(2-iodoetil)-3H-diazirina, un linker contenente un gruppo diazirinico fotoattivabile e un alchino terminale. Questa doppia funzionalizzazione consente di identificare le proteine interagenti tramite photoaffinity labelling, sfruttando la generazione in situ di un intermedio carbenico altamente reattivo ed eseguendo successivamente un saggio di pull-down. Inoltre, l’alchino terminale permette di utilzzare la tecnica di bioimaging cellulare fluorescente accoppiando in situ all’alchino un fluoroforo tramite reazioni di click chemistry. La strategia sintetica ha previsto la protezione ortogonale del D-glucosio a partire dall'inserimento di un gruppo tritile in C6, seguito dalla benzoilazione delle restanti posizioni idrossiliche. La successiva deprotezione selettiva del carbonio anomerico ha permesso la sintesi dell'intermedio tricloroacetimmidato, rivelatosi un eccellente donatore per il coupling con il colesterolo, portando alla formazione dell’anomero beta con elevata stereoselettività. La successiva rimozione del gruppo tritile in C6 mediante acido trifluoroacetico (TFA) ha liberato l’ossidrile primario. Infine, la formazione dell'alcolato dello zucchero mediante l'utilizzo di sodio idruro (NaH) ha consentito la reazione di alchilazione con il derivato recante l'unità diazirino-alchinica, portando a termine la sintesi della sonda. Nel complesso, la via sintetica sviluppata permette la sintesi di sonde avanzate, fornendo un potente strumento chimico per mappare la localizzazione degli steril glucosidi nei neuroni e cercare di isolare e identificare la proteina con cui essi interagiscono, aprendo nuove prospettive nello studio a livello molecolare delle patologie neurodegenerative.