Modificación de los niveles de trehalosa-6-fosfato en las plantas.

Uso de un compuesto que es un precursor de trehalosa-6-fosfato o trehalosa-6-fosfonato de fórmula

(I) o una sal del mismo agrícolamente aceptable, en el aumento de la producción de almidón en una planta:**Fórmula**

en la que:

p es 0 o 1;

R1 a R7 representan independientemente F, N3, NR'R", alquilo C1-4, -(alquilo C1-4)OH u OH, en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo C1-4; y

R8 y R9 son iguales o diferentes y representan H o un grupo protector fotolábil,

en donde al menos uno de R8 y R9 representa un grupo protector fotolábil.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2012/050891.

Solicitante: ISIS INNOVATION LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Ewert House Ewert Place, Summertown Oxford, Oxfordshire OX2 7SG REINO UNIDO.

Inventor/es: SAGAR,RAM, PRIMAVESI,LUCIA F, PAUL,MATTHEW J, DAVIS,BENJAMIN G.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS... > Compuestos que contienen elementos de los grupos... > C07F9/09 (Esteres de ácidos fosfóricos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS... > Compuestos que contienen elementos de los grupos... > C07F9/40 (Sus ésteres)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > AZUCARES; SUS DERIVADOS; NUCLEOSIDOS; NUCLEOTIDOS;... > Compuestos que contienen radicales sacárido esterificados... > C07H11/04 (Fosfatos; Fosfitos; Polifosfatos)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > CONSERVACION DE CUERPOS HUMANOS O ANIMALES O DE VEGETALES... > Biocidas, productos que repelen o atraen los animales... > A01N57/24 (que contienen radicales heterocíclicos)

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Fragmento de la descripción:

Modificación de los niveles de trehalosa-6-fosfato en las plantas

La invención se refiere a compuestos que son precursores fotolábiles de trehalosa-6-fosfato y de trehalosa-6- fosfonato, y sales de los mismos, así como composiciones que contienen los compuestos, procedimientos de tratamiento de las plantas con los compuestos y el uso de los compuestos para aumentar la producción de almidón en las plantas.

La trehalosa-6-fosfato es una molécula de señalización de azúcar en las plantas y tiene efectos significativos sobre el metabolismo, el crecimiento y el desarrollo. En la mayoría de las plantas, la trehalosa se encuentra en cantidades micromolares, al contrario que la sacarosa que está presente en cantidades milimolares. Esto ha sugerido que la ruta de la trehalosa está Involucrada en los mecanismos de transducción de señal en las plantas. Esta sugerencia se ha confirmado además en diversas plantas mutantes y transgénicas.

Se sabe que una pareja de señalización de trehalosa-6-fosfato es la SnRK1 del grupo AMPK/SNF1 de las proteína- cinasas. Un modelo para la función de la trehalosa-6-fosfato es que la trehalosa-6-fosfato responde al suministro de sacarosa y, a través de la inhibición de la SnRK1, aumenta los procesos asociados con el crecimiento, ligando así la sacarosa con los procesos aguas abajo que utilizan carbono. La trehalosa-6-fosfato tiene, por tanto, efectos potentes y beneficiosos sobre los procesos de las plantas, en particular, la regulación de la utilización del azúcar y el metabolismo del almidón. La importancia de la trehalosa-6-fosfato en la regulación del metabolismo y el desarrollo de las plantas hace de ella una diana significativa para la modificación del rendimiento del cultivo.

Se han utilizado, previamente, enfoques genéticos (véase, p. ej., WO 97/42326) para modificar la ruta de la trehalosa. Por ejemplo, se ha sugerido que las plantas transgénicas sobreexpresan la trehalosa fosfato sintasa (TPS), dando como resultado la formación de más trehalosa-6-fosfato en la planta. Sin embargo, tales técnicas genéticas tienen desventajas significativas y no son totalmente aceptables.

Los autores de la presente invención, por el contrario, han proporcionado un enfoque de una intervención química para aumentar la concentración de la trehalosa-6-fosfato o de la trehalosa-6-fosfonato en las plantas. Los autores de la presente invención han utilizado un concepto de tipo profármaco para proporcionar compuestos que son por sí mismos típicamente biológicamente inertes, pero que se transforman en las plantas en trehalosa-6-fosfato o trehalosa-6-fosfonato activas. La transformación en trehalosa-6-fosfato o trehalosa-6-fosfonato en la planta se logra mediante fotoescisión, bien utilizando radiación aplicada o luz solar. El tratamiento de las plantas con los compuestos de la invención se ha demostrado que causa la liberación de trehalosa-6-fosfato o trehalosa-6-fosfonato en la planta y lleva a un aumento de la producción de almidón.

En consecuencia, la presente invención proporciona el uso de un compuesto que es un precursor de la trehalosa-6- fosfato o de la trehalosa-6-fosfonato de fórmula (I) o una sal de las mismas agrícolamente aceptable, en el aumento de la producción de almidón en una planta:

Ri a R7 representan independientemente F, N3, NR'R", alquilo C1-4, -(alquilo Ci^)OH u OH, en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo C1.4;

y Rs y R9 son iguales o diferentes y representan H o un grupo protector fotolábil, en donde al menos uno de R8 y R9 representa un grupo protector fotolábil.

La presente invención proporciona también un compuesto que es un precursor de fórmula (I) de trehalosa-6-fosfato o trehalosa-6-fosfonato como se define en el presente documento o una sal del mismo agrícolamente aceptable.

También proporciona una composición que comprende un compuesto de este tipo junto con un portador o diluyente agrícolamente aceptable, así como el uso de un compuesto o composición de este tipo en el aumento del rendimiento del cultivo. Los compuestos y composiciones de la invención son útiles también en la reducción de la incidencia de la germinación previa a la cosecha de un cultivo.

Rs- O P*

RgQ/rw~ d

**(Ver fórmula)**

(I)

en la que: p es o 1;

La presente invención proporciona también un procedimiento de aumentar la producción de almidón en una planta, cuyo procedimiento comprende el tratamiento de la planta o del locus de la planta con una cantidad eficaz de un compuesto o composición de la invención. También se proporciona un procedimiento de aumentar el rendimiento del cultivo, cuyo procedimiento comprende el tratamiento del cultivo o del locus del cultivo con una cantidad eficaz de un compuesto o una composición según la invención. También se proporciona un procedimiento de reducir la incidencia de la germinación previa a la cosecha de un cultivo, cuyo procedimiento comprende el tratamiento del cultivo, típicamente la parte cosechable del cultivo, o el locus del cultivo con una cantidad eficaz de un compuesto o una composición según la Invención.

Breve descripción de las Figuras

La Figura 1 proporciona los resultados de un ensayo con la SnRK1 llevado a cabo utilizando los Ejemplos 1 a 4 así como trehalosa-6-fosfato para comparación.

La Figura 2 muestra el espectro de P-NMR del Ejemplo 1 durante el curso de desprotección para eliminar los grupos fotolábiles.

La Figura 3 muestra la actividad de inhibición de la SnRK1 de la trehalosa-6-fosfato generada por la desprotección de un compuesto de la invención, en comparación con la trehalosa-6-fosfato.

La Figura 4 proporciona una curva de calibrado para trehalosa-6-fosfato utilizando 2DG6P como patrón interno.

La Figura 5 muestra cromatogramas generados de acuerdo con Ejemplo 9 de más adelante. La integración de las áreas de los picos se usó para determinar la concentración de T6P en la planta.

La Figura 6 muestra el efecto de un compuesto de la invención sobre los niveles de almidón en una planta. Descripción detallada de la invención

Como se usa en el presente documento un grupo o resto alquilo Cm es un grupo o resto alquilo, lineal o ramificado, que contiene de 1 a 4 átomos de carbono, preferentemente de 1 a 2 átomos de carbono. Ejemplos de tales grupos incluyen grupos y restos metilo, etilo, n-propilo e i-propilo. Un grupo o resto alquilo está no sustituido o sustituido con uno o más sustituyentes, típicamente 1, 2 o 3 sustituyentes, preferentemente 1 o 2 sustituyentes. Sustituyentes adecuados son los átomos de halógeno. Típicamente, los grupos y restos alquílicos son no sustituidos.

Como se usa en el presente documento, halógeno Incluye flúor, cloro y bromo.

Como se usa en el presente documento, un grupo arllo Incluye fenllo y naftilo.

Como se usa en el presente documento, un grupo heteroclclo es un sistema de anillo saturado, parcialmente insaturado o insaturado, monocícllco o condensado, de 5 a 14 miembros en el que el anillo contiene al menos 1 heteroátomo. Típicamente, el grupo heteroclclo está Insaturado o parcialmente Insaturado, por ejemplo puede estar insaturado. Típicamente, el anillo contiene hasta 3 o 4 heteroátomos, p. ej., 1 o 2 heteroátomos, seleccionados de O, S y N. Ejemplos de grupos heteroclclos adecuados Incluyen plrldllo, furanllo, plrrolilo, tiofenilo, oxazolilo, isoxazolllo, tiazolilo, pirazolllo, ¡midazolilo, pirimidinilo, plrazlnllo, plrldazinilo, ¡ndolllo, ¡ndolinilo, benzofuranilo, benzotlofenllo, benzimidazolilo, benzoxazolilo, benzoplrazolllo, benzotlazolilo, benzotrlazolllo, quinolinilo, quinazolinilo, qulnoxallnllo, carbazolilo, dibenzofuranilo y 9H-tloxanteno. Ejemplos preferidos incluyen dibenzofuranilo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de un compuesto que es un precursor de trehalosa-6-fosfato o trehalosa-6-fosfonato de fórmula (I) o una sal del mismo agrícolamente aceptable, en el aumento de la producción de almidón en una planta:

**(Ver fórmula)**

en la que: p es o 1;

Ri a R7 representan independientemente F, N3, NR'R", alquilo C1-4, -(alquilo Ci-4)OH u OH, en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo C1.4; y Rs y R9 son iguales o diferentes y representan H o un grupo protector fotolábil,

en donde al menos uno de R8 y Rg representa un grupo protector fotolábil.

2. Uso según la reivindicación 1, en la que bien (a) el grupo protector fotolábil es de fórmula (II):

**(Ver fórmula)**

N2 CR1Rh(CR12Ri3)nx

en el que

el anillo A representa un grupo arilo o heterociclo;

bien (i) R1 y Rn son iguales o diferentes y se seleccionan de hidrógeno, alquilo C-m que es no sustituido o sustituido con uno o más átomos de halógeno, -OR', halógeno, -NR'R" o -CO2R' en donde R' y R" se seleccionan independientemente de hidrógeno y alquilo C1-4, o (ii) dos grupos R1 en grupos protectores fotolábiles adyacentes forman juntos un enlace y Rn representa hidrógeno, alquilo C1^ que está no sustituido o sustituido con uno o más átomos de halógeno, -OR', halógeno, -NR'R" o -CO2R' en donde R' y R" se seleccionan independientemente de 2 hidrógeno y alquilo C-m;

n es o 1; y

R12 y R13 son iguales o diferentes y se seleccionan de hidrógeno, alquilo C-m que está no sustituido o sustituido con uno o más átomos de halógeno, -OR', halógeno, -NR'R" o -C2R' en donde R' y R" se seleccionan independientemente de hidrógeno y alquilo Ci^;

en donde X representa la unión al resto del compuesto de fórmula (I); o

(b) el grupo fotolábil se selecciona de

**(Ver fórmula)**

en donde X representa la unión al resto del compuesto de fórmula (I); o

(c) el grupo protector fotolábil es de fórmula (III):

R34 R35

**(Ver fórmula)**

(III)

en donde

bien Z represente N, Y representa CR36 y Z e Y están unidas mediante un doble enlace; o Z representa O, Y representa C= y Z e Y están unidos mediante un enlace simple;

R36 representa -CR37R38X;

cuando Y representa CR36, R35 representa hidrógeno, y cuando Y representa C=, R35 representa -CR37R38X;

bien (i) R37 y R38 son iguales o diferentes y se seleccionan de hidrógeno, alquilo C1.4 que está no sustituido o sustituido con uno o más átomos de halógeno, -OR', halógeno, -NR'R" o -CO2R', en donde R' y R" se seleccionan independientemente de hidrógeno y alquilo C-m, o (ii) dos grupos R37 sobre grupos protectores fotolábiles 15 adyacentes juntos forman un enlace y R38 representa hidrógeno, alquilo C1-4 que está no sustituido o sustituido con uno o más átomos de halógeno, -OR', halógeno, -NR'R" o -C2R' en donde R' y R" se seleccionan independientemente de hidrógeno y alquilo Ci_4;

R32 representa -OR', -NR'R", -O(alquilo C-mJ-COOR', -O(alquilo Ci.4)-OR' o -(alquilo Ci_4)-NR'R", en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo C-m; y

R31, R33 y R34 se seleccionan independientemente de hidrógeno, halógeno, -OR', -NR'R", -O(alquilo Ci-4)-COOR', -

O(alquilo Ci.4)-OR' o -O(alquilo Ci.4)-NR'R", en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo Ci-4;

en donde X representa la unión al resto del compuesto de fórmula (I); o

(d) el grupo protector fotolábil se selecciona de

**(Ver fórmula)** **(Ver fórmula)** **(Ver fórmula)** **(Ver fórmula)** **(Ver fórmula)**

3. Uso según la reivindicación 2, en la que el grupo protector fotolábil es de fórmula (II) y el anillo A representa un grupo arilo C6-1 o un grupo heterociclo de 5 a 14 miembros que contiene uno o más átomos seleccionados de N, O y S, en donde el grupo arilo o heterociclo está no sustituido o sustituido con uno o más sustituyentes seleccionados

de alquilo C1-4, -OR', halógeno, CN, -NR'R", -COOR', -(alquilo Ci-4)COOR' y -(alquilo Ci-4)COOR', en donde R' y R" se seleccionan independientemente de hidrógeno y alquilo Ci^t, o en donde dos sustituyentes adyacentes en el grupo arilo o heterociclo forman juntos un anillo heterociclo de 5 o 6 miembros que contiene uno o más heteroátomos seleccionados de N, O o S.

4. Uso según la reivindicación 2 o 3, en las que el grupo protector fotolábil es de fórmula (II) y el anillo A representa 15 un anillo fenilo, naftalenilo o dibenzofuranilo.

5. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en las que el grupo protector fotolábil es de fórmula (lia):

(na)

en la que

el anillo A representa un grupo no sustituido o sustituido seleccionado de fenilo, naftilo o dibenzofuranilo, en donde un grupo fenilo, naftilo o dibenzofuranilo sustituido es un grupo fenilo, naftilo o dibenzofuranilo que tiene uno o dos sustituyentes metoxi, o un grupo fenilo, naftilo o dibenzofuranilo en donde dos posiciones adyacentes del anillo están sustituidas con un resto -CH2-O-CH2-; y

R1 representa hidrógeno, metilo, -CF3 o -COOH;

en donde X representa la unión al resto del compuesto de fórmula (I).

6. Uso según la reivindicación 2, en la que el grupo protector fotolábil es de fórmula (Illa)

**(Ver fórmula)**

en la que

R32 representa -OR', -NR'R" o -(alquilo Ci.4)-COOR', en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo C1-2; y

R33 representa hidrógeno, Br, -OR', -NR'R" o -O(alquilo Ci-4)-COOR', en donde R' y R" representan independientemente hidrógeno o alquilo Ci_2;

en donde X representa la unión al resto del compuesto de fórmula (I).

7. Uso según la reivindicación 6, en la que

a) R33 representa H y R32 representa OH; o

b) R33 representa Bry R32 representa OH; o

c) R33y R32 representan, ambos, -OCH2COOH.

8. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, (a) en las que R1 a R7 representan hidroxilo; y/o (b) en donde p es 1.

9. Un compuesto que es un precursor de trehalosa-6-fosfato o de trehalosa-6-fosfonato de fórmula (I) o unsa sal del mismo agrícolamente aceptable:

**(Ver fórmula)**

en la que:

R1 a Rg y p son como se define en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

1. Una composición que comprende un compuesto como el definido en la reivindicación 9 junto con un portador o diluyente agrícolamente aceptable.

11. Un procedimiento para aumentar la producción de almidón en una planta, cuyo procedimiento comprende el tratamiento de la planta o del locus de la planta con una cantidad eficaz de un compuesto según la reivindicación 9 o una composición según la reivindicación 1.

12. Un procedimiento para aumentar el rendimiento del cultivo, cuyo procedimiento comprende el tratamiento del cultivo o del locus del cultivo con una cantidad eficaz de un compuesto según la reivindicación 9 o una composición según la reivindicación 1.

13. Un procedimiento para reducir la incidencia de la germinación previa a la cosecha de un cultivo, cuyo procedimiento comprende el tratamiento del cultivo o del locus del cultivo con una cantidad eficaz de un compuesto según la reivindicación 9 o una composición según la reivindicación 1.

14. Uso de un compuesto según la reivindicación 9 o una composición según la reivindicación 1 en el aumento del 5 rendimiento del cultivo.

15. Uso de un compuesto según la reivindicación 9 o una composición según la reivindicación 1 en reducir la incidencia de la germinación previa a la cosecha de un cultivo.