RESUMEN: El ácido Gamma-aminobutírico (GABA) es el principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central (SNC), y es responsable de muchos procesos de regulación fisiológica en los mamíferos; entre ellos, regula los procesos de excitación-inhibición de las neuronas. Cuando la actividad del GABA está alterada se pierde el balance y aumenta de manera sustancial el proceso excitatorio sobre el inhibitorio y sobreviene una crisis convulsiva. En este trabajo se presenta la síntesis de aductos Diels-Alder derivados de los ácidos maleico y fumárico cuyas estructuras poseen una analogía estructural con el GABA. El propósito de esto es inhibir a la enzima aminotransferasa del GABA (GABA-AT) y con ello retrasar la degradación bioquímica del neurotransmisor, incrementando la concentración de GABA en el espacio sináptico. Todos los compuestos sintetizados fueron caracterizados espectroscópicamente. Además, fueron evaluados biológicamente, in vitro sobre la enzima GABA-AT de Pseudomonas fluorescens, in vivo con el modelo de las convulsiones inducidas con pentilentetrazol (PTZ) e in silico con la evaluación de la interacción ligando-enzima de cada uno de los aductos a través del modelado de la GABA-AT de P. fluorescens, tomando como molde la secuencia de la enzima de Escherichia coli cuya estructura tridimensional ha sido resuelta por difracción de rayos X (DRX). Los resultados obtenidos mostraron que la mezcla de regiosisómeros 6a y 7a induce inhibición sobre GABA-AT con aproximadamente 10 veces más afinidad que la vigabatrina (VGB, principal inhibidor de la enzima), y con una ligera tendencia a la protección contra las convulsiones inducidas con PTZ a la dosis de 75 mg/kg. La evaluación de la interacción ligando-enzima por Docking mostró que los aductos se unen en el sitio activo de la enzima con una afinidad en promedio más alta que el neurotransmisor GABA y la vigabatrina.
ABSTRACT: The Gamma-aminobutyric acid (GABA) is the main central nervous system (CNS) inhibitory neurotransmitter; responsible of several physiological processes on mammals; among them, it regulates the control of the excitation-inhibition processes of neurons. When the activity of GABA is altered, the equilibrium is lost, a fact that causes an increase of the excitatory process over the inhibitory, leading to seizure crisis. In this work, the synthesis of Diels-Alder adducts of maleic and fumaric acids is presented; these adducts possess a certain structural analogy with GABA. It is expected that they would inhibit the GABA aminotransferase enzyme (GABA-AT), leading to an increase in the concentration of GABA at the synapsis. All compounds synthesized were characterized spectroscopycally. The compounds were also biologically evaluated, in vitro on the GABA-AT of Pseudomonas fluorescens, in vivo with the pentylenetetrazole-induced seizure model in mice, and in silico on the evaluation of the ligand-enzyme interaction by means of docking, GABA-AT protein of P. fluorescens taking the sequence of the enzyme of Escherichia coli as template, the structure of which has been determined by X-ray diffraction. The results showed that the regioisomer mixture of 6a and 7a inhibited GABA-AT with an affinity approximately ten times higher than vigabatrin (VGB: main inhibitor of GABA-AT), it also showed a light tendency on the blocking PTZ-induced seizures at a dose of 75 mg/kg. Finally the evaluation of the ligandenzyme interaction by means of Docking showed that adducts bind to the active site with an average affinity higher than GABA and vigabatrin.
