Η χ-κωνοτοξίνη MrIA, που απομονώθηκε από το δηλητήριο του θαλάσσιου σαλιγκαριού-κώνου Conus Marmoreus, είναι ένα 13-αμινοξέων πεπτίδιο (Asn1-Gly2-Val3-Cys4-Cys5-Gly6-Tyr7-Lys8–Leu9-Cys10-His11-HyP12-Cys13-OH) με δύο δισουλφιδικούς δεσμούς μοτίβου Cys1-Cys4 και Cys2-Cys3. Η κωνοτοξίνη αυτή στοχεύει εκλεκτικά τον μεταφορέα την νορεπινεφρίνης (ΝΕΤ) και αποτελεί πιθανό φάρμακο ως αναλγητικό. Η φαρμακοφόρος ομάδα αποτελείται από τη γ-στροφή που σχηματίζεται από το βρόγχο μεταξύ των Cys στις θέσεις 5 και 10 και από τα ενδιάμεσα αμινοξέα αυτών. Το αμιδιωμένο C-τελικό παράγωγο στο οποίο έχει πραγματοποιηθεί αντικατάσταση της Asn1 με pGlu είναι σήμερα υποψήφιο φάρμακο κατά του νευροπαθητικού πόνου, με ονομασία Xen2174. Οι μελέτες που έχουν ασχοληθεί με τη Ν-τελική περιοχή του χ-MrIA έχουν δείξει πως η Val3, σε αντίθεση με τα δύο πρώτα αμινοξέα της αλληλουχίας, (Asn1, Gly2), παίζει σημαντικό δομικό ρόλο. Σκοπός της διατριβής αυτής είναι η σύγκριση συνθετικών μεθόδων παραλαβής του φυσικού πεπτιδίου χ-MrIA-ΝΗ2 καθώς και ο σχεδιασμός και η σύνθεση αναλόγων του με τροποποιήσεις στην Ν-τελική αλληλουχία. Επίσης συντέθηκε ένα ανάλογο με Ala στη θέση 6 και ένα ανάλογο στο οποίο οι Cys4 και Cys13 έχουν αντικατασταθεί από Glu4 και Lys13 αντίστοιχα Η σύνθεση των αναλόγων πραγματοποιήθηκε με την Fmoc/tBu μεθοδολογία επί στερεάς φάσεως, χρησιμοποιώντας ως στερεό υπόστρωμα την Sieber Amide ρητίνη ή την Rink Amide MBHA ρητίνη. Σαν αντιδραστήρια σύζευξης χρησιμοποιήθηκαν α) DIC/HOBt, β) TBTU/DIEA/HOBt, γ) ΗBTU/DIEA/HOBt, δ) HATU/DIEA. Η δημιουργία των δισουλφιδικών δεσμών έγινε σε δύο στάδια με οξείδωση με DMSO ή / και με οξείδωση με I2/AcOH Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν πως καλύτερες αποδόσεις και καθαρότερα προϊόντα επιτυγχάνονται όταν η επιμήκυνση της πεπτιδικής αλυσίδας γίνεται σε υπόστρωμα Sieber Amide, οι συζεύξεις των αμινοξέων με τη χρήση ουρονικών παραγώγων και η οξείδωση με τη μέθοδο I2/AcOH. Η δομή επιλεκτικών αναλόγων μελετήθηκε με πειράματα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR). / The χ-conopeptide MrIA isolated from the venom of the cone snail Conus Marmoreus, is a 13-residue peptide with two disulfide bonds forming pairs Cys1-Cys4 and Cys2-Cys3. This conotoxin targets selectively the norepinephrine transporter (NET) and is a potent analgesic. The pharmacophore group consists of an inverse γ-turn formed by the first loop Cys2-Cys3 and the residues located between them. The amidated C-terminal derivative bearing the replacement of Asn1 by pGlu led to the potent drug against neuropathetic pain, Xen2174. However, not much is known about the N-terminal region of χ-MrIA. Studies have shown that Val3 has an important structural role, as opposed to the first two amino acids of the peptide sequence. The aim of this research is the design and synthesis of analogs of χ-MrIA-NH2 with substitutions at residues Asn1, Gly2, Val3, Gly6 as well as Cys4 and Cys13 of the peptide sequence and the comparison of these synthetic methods. These analogues were synthesized by solid peptide synthesis, using the Fmoc/tBu methodology. Sieber Amide resin and Rink Amide MBHA resin were used as solid support and a) DIC/HOBt, b) TBTU/DIEA/HOBt, c) TBTU/DIEA/HOBt, d) HATU/DIEA as coupling reagents. The formation of disulfide bonds was achieved in two steps by oxidation with DMSO and / or oxidation by iodine. We concluded that the preferred method for this peptide synthesis is Sieber Amide as solid support and uronic derivatives as coupling reagents, while for the formation of disulfide bonds, the oxidation with iodine. Some of these analogs are studied by NMR spectroscopy for structure determination.

Οι Κωνοτοξίνες είναι μικρά πεπτίδια πλούσια σε δισουλφιδικούς δεσμούς, τα οποία προέρχονται από τα δηλητήρια των θαλάσσιων σαλιγκαριών. Οι κωνοτοξίνες αυτές στοχεύουν διαφορετικούς υποδοχείς στο νευρικό σύστημα με υψηλή εκλεκτικότητα και ισχύ, αποτελώντας χρήσιμους φαρμακευτικούς δείκτες ή και φάρμακα. Μια ομάδα κωνοτοξινών είναι οι μ-κωνοτοξίνες, οι οποίες έχουν παρουσιάσει αναλγητική δράση. Οι μ-κωνοτοξίνες έχουν συγκεκριμένα δομικά χαρακτηριστικά πολύ σημαντικά για την βιολογική τους δραστικότητα. Περιέχουν τρείς δισουλφιδικούς δεσμούς μεταξύ των Cys1-Cys4, Cys2-Cys5 και Cys3-Cys6, σχηματίζοντας τρείς θηλιές (loop) στον σκελετό του πεπτιδίου. Οι μ-κωνοτοξίνες ερευνήθηκαν σαν πιθανά φαρμακευτικά εργαλεία εξαιτίας της ικανότητας τους να αναστέλλουν διαφορετικούς νευρικούς υποτύπους διαύλων Νατρίου και συνεπώς να στοχεύουν όχι μόνο κατά του χρόνιου πόνου αλλά και κατά άλλων ασθενειών. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η σύνθεση νέων μ-κωνοπεπτιδίων με πιθανή αναλγητική δράση, τα οποία στοχεύουν κυρίως σε πρωτεΐνες –κανάλια ιόντων Νατρίου, προκαλώντας αναστολή της μετάδοσης σήματος στα νευρικά κύτταρα. Η σύνθεση των αναλόγων πραγματοποιήθηκε με την Fmoc/But μεθοδολογία επί στερεάς φάσεως, χρησιμοποιώντας ως στερεό υπόστρωμα την Sieber Amide ρητίνη. Ο σχηματισμός των τριών δισουλφιδικών γεφυρών επιτεύχθηκε σε ένα στάδιο στην υγρή φάση με την χρήση ρυθμιστικών αναγωγικών μέσων. Στην παρούσα φάση, τα συντιθέμενα πεπτίδια βρίσκονται σε στάδιο βιολογικής αξιολόγησης μέσω ηλεκτροφυσιολογικών ανταγωνιστικών πειραμάτων. / Conotoxins are small disulfide rich peptides derived from the venom of Conus snails. They target different receptors in the nervous system with high selectivity and potency making them valuable as drug leads or drug themselves. One group of conotoxins, μ-conotoxins have been shown to have potential as analgesic treatment. μ-conotoxins have concrete conformational features, which are very crucial to their biological activity. They contain three disulfide bonds among Cys1-Cys4, Cys2-Cys5 and Cys3-Cys6, forming three loops in their backbone. μ-conotoxins studied as potent pharmacological tools due to their ability to inhibit different neuronal subtypes of sodium channels and likewise conotoxins target not only the chronic pain treatment but also target against other disease’s treatment. The goal of this present thesis is to synthesize new μ-conopeptides, with a potent analgesic activity, which target mostly proteins-sodium channels, inhibiting the nerve impulse transmission at the neuromuscular injection. These analogues were synthesized using the Fmoc/But methodology by SPPS, using Sieber Amide resin as solid support. The formation of three disulfide bonds was accomplished in one step in the solution phase using the redox buffer strategy. At present, the synthesized cono-peptides are under biological evaluation through electrophysiological competitive experiments.