Estudio de la asociación de sistemas supramoleculares mediante técnicas de fluorescencia: de ciclodextrinas a beta-amiloides

Abstract

En esta tesis doctoral se estudiaron varios sistemas supramoleculares mediante el uso de distintos sustratos fluorescentes con el fin de analizar las diferentes interacciones presentes que caracterizan la fuerza de unión de dichos sistemas y sus correspondientes propiedades fotofísicas. Se inició el estudio con macromoléculas y sistemas supramoleculares sencillos, como las ciclodextrinas y las micelas, para finalmente llevar a cabo un complejo estudio del proceso de agregación del péptido β-amiloide(1-42). En la primera parte del trabajo se estudió la interacción de distintos fluoróforos con ciclodextrinas y sistemas micelares. Ambos receptores presentan un amplio abanico de aplicaciones de interés biológico y tecnológico. La diferencia principal entre ellos es la rigidez de su cavidad, siendo mucho más flexible en el caso de las micelas. Además, esta diferencia caracteriza las fuerzas de interacción que actúan al asociarse con un determinado sustrato, siendo muy importante el impedimento estérico en el caso de las ciclodextrinas y las fuerzas electrostáticas e hidrofóbicas en los sistemas micelares. En la segunda parte del trabajo se mostró la caracterización de los agregados fibrilares del β-amiloide(1-42) utilizando distintas sondas fluorescentes. Actualmente, este péptido se considera el principal responsable de la aparición de las lesiones existentes en pacientes con la Enfermedad de Alzheimer, debidas tanto a su asociación en forma de fibras insolubles como a la presencia de pequeños agregados. Inicialmente, se estudió el comportamiento del fluoróforo Tioflavina T, ampliamente utilizado en el marcaje de fibras, en diferentes disolventes más o menos viscosos y en presencia de proteínas fibrilares y globulares, proponiendo un mecanismo de actuación para el colorante muy dependiente de la rigidez del medio en que se encuentre. Debido a los inconvenientes que presenta este fluoróforo, se amplió el estudio con la búsqueda de nuevos colorantes con procesos de transferencia protónica y de carga asociados, comprobando su capacidad para identificar distintos agregados amiloides y la posibilidad de establecer mediante su uso un método ratiométrico que permita monitorizar el proceso de agregación del péptido. Finalmente, se realizó un estudio exhaustivo del proceso de agregación del β-amiloide(1-42) durante la formación de agregados tempranos del péptido, aún solubles y de bajo peso molecular. Estos agregados se caracterizaron mediante Espectroscopia de Correlación de Fluorescencia y técnicas de fluorescencia más convencionales empleando los fluoróforos ya estudiados como marcadores de fibras.