Design, synthesis and study of the biological and biophysical activity of antimicrobial peptides

222 Pages·2014·6.39 MB·English

Design, synthesis and study of the biological and
biophysical activity of antimicrobial peptides
Ariadna Grau Campistany
Aquesta tesi doctoral està subjecta a la llicència Reconeixement- CompartIgual 3.0. Espanya
de Creative Commons.
Esta tesis doctoral está sujeta a la licencia Reconocimiento - CompartirIgual 3.0. España de
Creative Commons.
This doctoral thesis is licensed under theCreative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Spain
License.
DISSERTATION

Design, synthesis and study of the biological and
biophysical activity of antimicrobial peptides

Ariadna Grau Campistany

Program of doctorate in Organic Chemistry
Department of Organic Chemistry
Faculty of Chemistry
University of Barcelona

Francesc Rabanal Anglada Yolanda Cajal Visa
Department of Organic Chemistry Department Physical Chemistry
Faculty of Chemistry Faculty of Pharmacy
University of Barcelona University of Barcelona

‘…forget conventionalisms;
forget what the world thinks of you stepping out of your place;
think your best thoughts,
speak your best words,
work your best works,
looking to your own conscience for approval.’
Susan B. Anthony

Suposo que com tot en aquest món, la forma més fàcil d’escriure uns agraïments és
començant per l’inici, per com va començar tot. Per tant, hauria de començar donant-
vos les gràcies a vosaltres Francesc i Yolanda, perquè vosaltres vau ser els que vau
confiar en les meves possibilitats, independentment del que un paper o un número
pogués dir, vau ser capaços de veure més enllà i donar-me la oportunitat de fer aquest
viatge conjuntament. Amb vosaltres no només he pogut aprendre i créixer com a
científic sinó que he rigut i he plorat creixent també així com a persona. Heu sigut
únics i mai oblidaré els meus jefes de doctorat, acabi on acabi!!!

A tota la gent que vaig trobar al entrar en el grup, Montse, Roser, Núria i Sílvia, em
vau obrir les portes del lab i del món de les polimixines, tot i estar juntes poc temps va
ser prou per veure que sou genials!!
A les meves noies, Natàlia, Helena i Clàudia, ha sigut un autèntic plaer ensenyar-vos i
compartir allò que sé (poc, però bé!). He gaudit moltíssim treballant amb vosaltres i
heu fet possible que el nostre en ocasions solitari laboratori tornés a ser una petita
família.

Moltíssimes gràcies a tota la gent del departament de fisicoquímica, perquè tot i no ser
una farmacèutica, vau ser capaços de confiar en els meus coneixements. Gràcies també
per tots els riures, les mini-explosions, i bogeries vàries, conseqüència de tantes hores
dins un laboratori. Un gràcies molt especial a la Mª Asunció per ser una alumna molt
avantatjada jiji!! A la Tere per ser sempre tant amable amb mi. Evidentment, no
m’oblido de la Mª Antònia, ha sigut genial (adjectiu que estic usant per descriure que
ha sigut millor que bé o molt bé o molt i molt bé) compartir aquesta etapa amb tu, has
sigut com una segona mami (la primens és la Yolanda jiji)!

Especial gràcies a la Dra. Mª Àngels Manresa, per ser capaç de fer de mi, la petita
química, una petita microbiòloga, encenent dins meu el gusanillo del interessant món
de la microbiologia. Gràcies també a la gent de micro, en especial a en Nacho, Andreu
i Jho, tot i no ser-hi sempre allà amb vosaltres, i no ser del lab 100%, em vau fer sentir
part del vostre grup, i us estaré sempre agraïda. No em puc oblidar de la Carme i la Mº
Jesús, per ajudar-me tantíssim, fer-me riure sempre que havia de preparar material i
compartir confidències entre autoclau i autoclau!

Now, I move to a different country, and consequently I have to change language.
I would have never imagined that the experience of moving abroad, to a completely
different country, working in a different lab, would turn out to be what it was. I always
say that it was the best and worst experience of my life. I became a much better scientist
and a much more mature person (never forgetting the tiny dragon inside me!).
Firstly, I want to thank Anne Ulrich for giving me the great opportunity of working in
your laboratory, especially without knowing me personally, in a way you blindly trusted
that I was a good worker, and I hope I lived up to your expectations. Especial thanks to
Erik, with whom I shared lots of hours, especially lots of NMR and with whom I learned
a lot. Thank you to all the people in the Institute, and especially thanks to the people in
the lab. Papia and Jonathan, thanks for making me feel comfy and part of the group,
even if I was the crazy loud Spanish girl, and thank you Sabine, Tamta and Christina,
because even if we didn’t actually work together you were great colleagues with whom I
shared lots of laughter. My most especial thanks to Sarah, you were my first friend and
most special friend, you are an awesome scientist and a best person, never forget it!!!
Thank you to all the people I met in Karlsruhe for making me feel like in home!!! Thank
you Coral and Clàudia for being my tiny safe Catalunya while living in Germany!!
And of course also thank you to the funding agencies, DAAD and EMBO.

Per acabar suposo que només em queda agrair a la meva família.
Gràcies Mare i Mame per donar-me una gran educació i ser el meu pilar de suport,
sense vosaltres no seria on sóc ara. Sé que no ha sigut fàcil, i heu hagut de treballar
molt, però espero que veurem convertida en doctora us faci orgullosos de la vostra filla.
Gràcies per fer l’esforç de venir a Alemanya a veurem, estant allà em vaig adonar de
com és d’important la família (tot i que al cap de dos dies ja estava cansada de
vosaltres jiji). Gràcies Mireia per estar allà, quan he estat malament i quan he estat bé,
fent les nostres xerradetes, i no oblidem per polemitzar sempre que fos necessari i
gràcies al Ale per preguntar sempre com anava la tesi! Finalment, gràcies Avi, per
inculcar l’interès per inventar en mi, tot i no estar amb nosaltres espero que estiguis
orgullós de la teva néta!

I never imagined that life could change so drastically; from one day to another someone
comes to your life and turns you around. That’s why my last thanks is to you, Marco, for
being here, coping with me complaining about the thesis, about working for so many
hours (even taking me to work on holidays!!) and about life in general. You have been
my second and strongest pillar. Thank you also for so many beautiful moments and so
much more we have left to come. Thank you also to your family, for making me feel part
of it, even if sometimes communication is not easy, and for being so supportive!!!!

Per acabar, només dir que si em deixo alguna persona, moltes gràcies per tot!!!
To finish, just say that if I forgot someone, thank you so much for everything!!!

És una tonteria de quan ets petit, però sempre he cregut que estava destinada a fer
coses grans. Crec doncs que 3 anys d’esforços, escriure una tesi doctoral i convertir-
me en la Dra. Grau-Campistany és potser l’inici de tot això. Un camí llarg i farragós
però que tinc moltes ganes de recórrer!!!
ABBREVIATIONS AND APPENDICES

I
II
List of abbreviations

AA Amino acid
AC Active centres
ACN Acetonitrile
AMP Antimicrobial peptide
ANTS 1-aminonapthalene-3,6,8-trisulfonic acid
aq Aqueous
ATCC American Type Culture Collection
B Magnetic field
0
Boc tert-Butoxycarbonyl
BOX bis-(1,3-dibutylbarbituric acid)-trimethine oxonol
tBu tert-Butyl
CD Circular dichroism
CFU Colony-forming unit
CHCA Cyano-4-hydroxycinnamic acid
CP Cross-polarization
CSA Chemical shift anisotropy
dansyl Dimethylaminonaphthalene-5-sulfonyl
DCM Dichloromethane
DEPC 1,2-dierucoyl-sn-glycero-3-phosphocholine
DEPG 1,2-dierucoyl-sn-glycero-3-phospho-(1'-rac-glycerol)
DIC Diisoproylcarbodiimide
DIEA Diisopropylethylamine
DLPC 1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-phosphocholine
DLPG 1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-phospho-(1'-rac-glycerol)
DMF Dimethyl formamide
DMoPC 1,2-dimyristoleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine
DMPC 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine
DMPG 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phospho-(1'-rac-glycerol)
DMSO Dimethyl sulfoxide
DOPC 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine
DOPG 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-(1'-rac-glycerol)
DPH 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene
DPX N,N’-p-xylenebis(pyridinium bromide)
DSM / DSMZ Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
Et Ethyl
eq Equivalent
f Functionalization
F Fluorescence
FA Fatty acid
FC Flow cytometry
FID Free induction decay
Fmoc 9-fluorenylmethoxycarbonyl
FRET Fluorescence resonance energy transfer
h Hours
O-(Benzotriazol-1-yl)-N,N,N′,N′-tetramethyluronium
HBTU
hexafluorophosphate
III