Os carboidratos apresentam-se envolvidos em diversos eventos celulares, tais como geração de energia, sustentação celular, reconhecimento celular, processos de sinalização, etc. A OGlcNAcilação, uma das alterações proteicas pós-traducionais relacionada à adição de Nacetilglicosamina a resíduos de serina ou treonina em proteínas citoplasmáticas ou nucleares, vem demonstrando ser uma das alterações recíproca a O-fosforilação de proteínas e pode estar envolvida no desencadeamento de patologias como câncer, diabetes tipo II, e doenças neurodegenerativas. Tendo em vista à relevância da O-GlcNAcilação e a necessidade de ferramentas para seu estudo, temos como objetivo, desenvolver uma rota sintética para a obtenção de moléculas modificadas derivadas de N-acetilglicosamina, contendo o átomo de flúor ligado ao grupo N-acetil. As moléculas correspondem aos derivados glicopiranosídeo de metila 1 e glicoaminoácidos de serina 2 e treonina 3. Uma vez padronizada, os intermediários finais da rota serão utilizados para futura marcação com o 18F, o qual poderá ser empregado em estudos do processo de sinalização celular por O-GlcNAcilação, e no diagnóstico de câncer por PET. Assim, foram propostas, inicialmente, duas rotas sintéticas, uma para a síntese do derivado glicopiranosídeo de metila 1 e outra para os glicoaminoácidos 2 e 3, ambas utilizando o reagente cloridrato de 2-amino-2-desoxi-D-glicose (4) como percursor. A síntese do derivado 1 foi conduzida por meio da proteção do grupo amino do composto 4 pela formação de carbamato 5, e sequencial reação de glicosilação de Fischer (6 e 7), per-Oacetilação 8 e remoção do grupo protetor do amino 9. As etapas sequenciais relacionadas à condensação com o ácido bromoacético 10, e finalmente halogenação e desproteção do carboidrato 11 estão em andamento. A rota sintética proposta para a obtenção dos glicoaminoácidos 2 e 3 foi fundamentada na obtenção de um doador glicosídico contendo o grupo tricloroacetimidato e as hidroxilas protegidas com grupos benzílicos 16, e na utilização do aceptor glicosídico serina 17 e treonina 18, contendo os grupos amino e carboxila protegidos com 9-fluorenilmetóxicarbonil (Fmoc) e benzil (Bn), respectivamente. Até o momento não foi possível a síntese dos glicoaminoácidos 2 e 3 empregando o doador glicosídico inicialmente proposto (tricloroacetimidato), e mesmo após a variação do doador glicosídico, empregando tioaçucares per-O-benzilado 28, ou per-O-acetilado 26, não foi possível a obtenção do produto desejado. As dificuldades observadas na obtenção dos compostos, conduziram a elaboração de novas estratégias sintéticas que possuem o átomo de cloro como grupo abandonador na posição anomérica e a) uma amida {[(4- metilfenil)sulfonil]oxi}acético (33) em C-2, a qual exerce assistência anquimérica em C-1, e permite a funcionalização com o flúor e b) um azido em C-2, preparado a partir de glicais per- O-acetilados, desprovido de participação em C-1. Ambas as rotas sintéticas estão em andamento. / Carbohydrates are involved in many cellular events, such as energy source, sustenance, recognition, signaling processes, etc. O- GlcNAcylation is a post- translational proteins\' alteration related to the addition of N-acetylglucosamine to residues of serine or threonine in cytoplasmic or nuclear protein which has proven to be one of the reciprocal changes to Ophosphorylation of proteins and may be involved in the onset of pathologies such as cancer, type II diabetes, and neurodegenerative diseases. Given the relevance of O- GlcNAcylation and the importance of tools required for the study of this event, we aim to develop a synthetic route to obtain modified molecules derived from N-acetylglucosamine containing fluorine atom attached to the N -acetyl group. The molecules correspond to methyl glucopyranoside derivatives 1 and gluco-amino acids derived from serine 2 and threonine 3. Once the synthetic route is established, the final intermediates of the route will be used for further labeling with 18F, which may be employed in studies of cell signaling processes, involving OGlcNAcylation, and cancer diagnosis by PET. Thus, two synthetic routes were initially proposed: one for the preparation of the methyl glucopyranoside derivative 1 and another one for the gluco-amino acids 2 and 3, both using glucosamine hydrochloride (4) as a precursor. The synthesis of derivative 1 was conducted by protecting the amine group of compound 4 to form the carbamate 5, and sequential Fischer glycosylation (6, 7), per-O-acetylation (8) and removal of the protecting group from the amine (9). The sequential steps related to condensation with bromoacetic acid (10), halogenation and deprotection of the carbohydrate 11 are in progress. The proposed synthetic route for the preparation of 2 and 3 was based on a glycosidic donor containing trichloroacetimidate group, the protection of the hydroxyl groups with benzyl group (16) and glycoside acceptors serine 17 and threonine 18 containing amine and carboxyl groups protected with 9- fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) and benzyl (Bn), respectively. Hitherto, the synthesis of gluco-amino acids 2 and 3 was not achieved using the glycosidic donor initially proposed (trichloroacetimidate), even after the change of the glycosidic donor using per-O-benzylated (28) or per-O-acetylated (26) thiosugars. The difficulties encountered for the synthesis of the target compounds led the design of new synthetic strategies which comprise a chlorine atom as leaving group in the anomeric position and either: a) an amide acetic acid (33) at C-2, which exerts anchimeric assistance at C-1, and allows functionalization with fluorine and b) an azide group at C- 2, prepared from per-O-acetylated glucal, with no participation at C-1. Both synthetic routes are in progress.

O-GlcNAcilação, ou modificação por O-GlcNAc, consiste na glicosilação de proteínas envolvidas em processos celulares fundamentais, e a sua desregulação tem sido associada a importantes doenças tais como diabetes tipo 2, doenças neurodegenerativas, cardiovasculares e câncer. A O-GlcNAcilação é regulada por duas enzimas: O-GlcNAc transferase (OGT) e O-GlcNAcase (OGA). Muitos inibidores da OGA descritos apresentam falta de seletividade entre a OGA e as isoenzimas Hex A e B lisossomais, o que pode ocasionar acúmulo de gangliosídeos no interior dos lisossomos e doenças neurodegenerativas. Desta forma, visando a obtenção de inibidores mais seletivos, foram propostos neste estudo a síntese e avaliação biológica de compostos derivados de N-acetilglicosamina, contendo na posição C-2 o anel 1,2,3-triazólico 1,4-di-substituído com diferentes cadeias laterais, na maioria contendo anéis aromáticos na sua extremidade, e a investigação da influência da extensão da cadeia entre os anéis na cavidade da OGA. Foram obtidos os derivados triazólicos 1, 2 (no estudo anterior) e 8a-j (no presente trabalho), em rendimentos bons a moderados, por meio da estratégia de click chemistry, envolvendo a reação de CuAAC entre o intermediário azido glicopiranosídeo 6, e dez diferentes alcinos, dos quais cinco foram previamente sintetizados (9 - 11, 14 e 15), e cinco disponíveis comercialmente. Para a síntese dos precursores acetilênicos 9 - 11, 14 e 15 foram utilizadas diferentes estratégias sintéticas de acordo com cada alcino, como, por exemplo, reações de substituição nucleofílica e aminação redutiva. Os derivados triazólicos foram obtidos como mistura de anômeros ?:? na proporção de 10:1, respectivamente. Devido à seletividade da enzima OGA apenas para substratos ?, os compostos 8a-h foram purificados por CLAE-DAD para separação das misturas. Posteriormente, foi possível realizar a cristalização do azido 6 em etanol, com consequente separação do anômero ? deste intermediário, o que auxiliou na etapa sintética dos derivados 8i e 8j como anômeros puros. Os ensaios de MTT não evidenciaram citotoxicidade para os compostos, avaliados em 1,0 ?M. Os ensaios de western blot e enzimáticos dos derivados 1, 2 e 8a-j demonstraram que apenas os compostos 1, 8i e 8j foram ativos para OGA, com valores de IC50 de 0,49, 0,52 e 0,72 ?M, respectivamente. A partir deste resultado, foi possível sugerir que a extensão ideal da cadeia ligada entre os anéis triazólico e aromático é de dois carbonos (1), podendo acomodar um heteroátomo de nitrogênio (8i) ou oxigênio (8j). Ademais, os ensaios enzimáticos dos compostos 1, 8i e 8j, avaliados para as Hex A e B, apresentaram IC50 de 550, 569 e 571 ?M, respectivamente, sugerindo alta seletividade destes compostos para a OGA em detrimento das isoenzimas lisossomais. Com o trabalho desenvolvido em parceria com a Dra. Nuria E. Campillo (CSIC) foram planejados novos derivados não-carboidratos capazes de realizar interações com importantes resíduos do sítio catalítico da OGA e com potencial atividade biológica. / O-GlcNAcylation, or O-GlcNAc modification, consists of the glycosylation of proteins involved in fundamental cellular processes, and its deregulation has been linked to important diseases such as type 2 diabetes, neurodegenerative, cardiovascular diseases, and cancer. O-GlcNAcylation is regulated by two enzymes: O-GlcNAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA). Many OGA inhibitors described exhibit lack of selectivity between OGA and the lysosomal isoenzymes Hex A and B, which can result in the accumulation of gangliosides within the lysosomes and neurodegenerative diseases. Therefore, aiming to obtain more selective inhibitors, this study proposed the synthesis and biological evaluation of N-acetylglucosamine derivatives, containing at the C-2 position the 1,4-di-substituted 1,2,3-triazole ring bearing different side chains, most of them containing aromatic ring at their end, and the investigation of the side chain extension influence between the rings into OGA active site pocket. It was obtained the triazole derivatives 1, 2 (in the previous study) and 8a-j (in the current project) in good to moderate yield through the click chemistry strategy, involving the CuAAC reaction between azide glucopyranoside intermediate 6 and ten different alkynes, which five were previously synthetized (9 - 11, 14 and 15), and five commercial available. For the synthesis of the acetylenic precursors 9 - 11, 14 and 15 it was employed different synthetic strategies according to each alkyne, for example nucleophilic substitution reactions and reductive amination. The triazole derivatives were obtained as a mixture of ?:? anomers in the proportion of 10:1, respectively. Due to the OGA selectivity to ? substrates, compounds 8a-h were purified by HPLC-DAD in order to separate the mixtures. Later in this study, it was possible to obtain the crystallization of azide 6 in ethanol, resulting in the separation of the ? anomer from this precursor, which assisted in the synthetic step of the derivatives 8i and 8j as pure anomers. The MTT assays did not show cytotoxicity for the synthesized compounds, evaluated at 1.0 ?M. The western blot and the enzymatic assays, evaluated for compounds 1, 2 and 8a-j, demonstrated that only compounds 1, 8i e 8j were active towards OGA, with IC50 values of 0.49, 0.52 e 0.72 ?M, respectively. From this result, it was possible to suggest that the ideal side chain extension linked between the triazole and aromatic rings is of two-carbon atoms (1), being able to accommodate one heteroatom of nitrogen (8i) or oxygen (8j). Furthermore, the enzymatic assays, evaluated for compounds 1, 8i e 8j against Hex A and B, exihibted IC50 of 550, 569 e 571 ?M, respectively, suggesting a high selectivity of these compounds to OGA rather than the two lysosomal isoenzymes. In the project developed in partnership with Dra. Nuria E. Campillo (CSIC) it was designed new non-carbohydrates compounds capable of interacting with important residues of the OGA catalytic site with potential biological activity.

Os carboidratos apresentam-se envolvidos em diversos eventos celulares, tais como geração de energia, sustentação celular, reconhecimento celular, processos de sinalização, etc. A OGlcNAcilação, uma das alterações proteicas pós-traducionais relacionada à adição de Nacetilglicosamina a resíduos de serina ou treonina em proteínas citoplasmáticas ou nucleares, vem demonstrando ser uma das alterações recíproca a O-fosforilação de proteínas e pode estar envolvida no desencadeamento de patologias como câncer, diabetes tipo II, e doenças neurodegenerativas. Tendo em vista à relevância da O-GlcNAcilação e a necessidade de ferramentas para seu estudo, temos como objetivo, desenvolver uma rota sintética para a obtenção de moléculas modificadas derivadas de N-acetilglicosamina, contendo o átomo de flúor ligado ao grupo N-acetil. As moléculas correspondem aos derivados glicopiranosídeo de metila 1 e glicoaminoácidos de serina 2 e treonina 3. Uma vez padronizada, os intermediários finais da rota serão utilizados para futura marcação com o 18F, o qual poderá ser empregado em estudos do processo de sinalização celular por O-GlcNAcilação, e no diagnóstico de câncer por PET. Assim, foram propostas, inicialmente, duas rotas sintéticas, uma para a síntese do derivado glicopiranosídeo de metila 1 e outra para os glicoaminoácidos 2 e 3, ambas utilizando o reagente cloridrato de 2-amino-2-desoxi-D-glicose (4) como percursor. A síntese do derivado 1 foi conduzida por meio da proteção do grupo amino do composto 4 pela formação de carbamato 5, e sequencial reação de glicosilação de Fischer (6 e 7), per-Oacetilação 8 e remoção do grupo protetor do amino 9. As etapas sequenciais relacionadas à condensação com o ácido bromoacético 10, e finalmente halogenação e desproteção do carboidrato 11 estão em andamento. A rota sintética proposta para a obtenção dos glicoaminoácidos 2 e 3 foi fundamentada na obtenção de um doador glicosídico contendo o grupo tricloroacetimidato e as hidroxilas protegidas com grupos benzílicos 16, e na utilização do aceptor glicosídico serina 17 e treonina 18, contendo os grupos amino e carboxila protegidos com 9-fluorenilmetóxicarbonil (Fmoc) e benzil (Bn), respectivamente. Até o momento não foi possível a síntese dos glicoaminoácidos 2 e 3 empregando o doador glicosídico inicialmente proposto (tricloroacetimidato), e mesmo após a variação do doador glicosídico, empregando tioaçucares per-O-benzilado 28, ou per-O-acetilado 26, não foi possível a obtenção do produto desejado. As dificuldades observadas na obtenção dos compostos, conduziram a elaboração de novas estratégias sintéticas que possuem o átomo de cloro como grupo abandonador na posição anomérica e a) uma amida {[(4- metilfenil)sulfonil]oxi}acético (33) em C-2, a qual exerce assistência anquimérica em C-1, e permite a funcionalização com o flúor e b) um azido em C-2, preparado a partir de glicais per- O-acetilados, desprovido de participação em C-1. Ambas as rotas sintéticas estão em andamento. / Carbohydrates are involved in many cellular events, such as energy source, sustenance, recognition, signaling processes, etc. O- GlcNAcylation is a post- translational proteins\' alteration related to the addition of N-acetylglucosamine to residues of serine or threonine in cytoplasmic or nuclear protein which has proven to be one of the reciprocal changes to Ophosphorylation of proteins and may be involved in the onset of pathologies such as cancer, type II diabetes, and neurodegenerative diseases. Given the relevance of O- GlcNAcylation and the importance of tools required for the study of this event, we aim to develop a synthetic route to obtain modified molecules derived from N-acetylglucosamine containing fluorine atom attached to the N -acetyl group. The molecules correspond to methyl glucopyranoside derivatives 1 and gluco-amino acids derived from serine 2 and threonine 3. Once the synthetic route is established, the final intermediates of the route will be used for further labeling with 18F, which may be employed in studies of cell signaling processes, involving OGlcNAcylation, and cancer diagnosis by PET. Thus, two synthetic routes were initially proposed: one for the preparation of the methyl glucopyranoside derivative 1 and another one for the gluco-amino acids 2 and 3, both using glucosamine hydrochloride (4) as a precursor. The synthesis of derivative 1 was conducted by protecting the amine group of compound 4 to form the carbamate 5, and sequential Fischer glycosylation (6, 7), per-O-acetylation (8) and removal of the protecting group from the amine (9). The sequential steps related to condensation with bromoacetic acid (10), halogenation and deprotection of the carbohydrate 11 are in progress. The proposed synthetic route for the preparation of 2 and 3 was based on a glycosidic donor containing trichloroacetimidate group, the protection of the hydroxyl groups with benzyl group (16) and glycoside acceptors serine 17 and threonine 18 containing amine and carboxyl groups protected with 9- fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc) and benzyl (Bn), respectively. Hitherto, the synthesis of gluco-amino acids 2 and 3 was not achieved using the glycosidic donor initially proposed (trichloroacetimidate), even after the change of the glycosidic donor using per-O-benzylated (28) or per-O-acetylated (26) thiosugars. The difficulties encountered for the synthesis of the target compounds led the design of new synthetic strategies which comprise a chlorine atom as leaving group in the anomeric position and either: a) an amide acetic acid (33) at C-2, which exerts anchimeric assistance at C-1, and allows functionalization with fluorine and b) an azide group at C- 2, prepared from per-O-acetylated glucal, with no participation at C-1. Both synthetic routes are in progress.