FWF - Sugar-Conjugates - Untersuchung der Amadori Umlagerung für die Biokonjugation von Kohlenhydraten

Die zentrale Rolle von Kohlenhydraten in Biomolekülen wie z.B. Glycoproteinen und Glycolipiden oder anderen Glycokonjugaten in lebenden Organismen wurde in den letzten Jahren intensiv erforscht. Zum Beispiel sind mehr als 50% aller Proteine glycosyliert. Für die Untersuchung der multifunktionalen biologischen Eigenschaften von Kohlenhydratstrukturen benötigt man verlässliche Methoden zur Anbindung von Sacchariden an Biomoleküle oder an spezifische Label. Für viele Anwendungen ist es essentiell, dass diese chemische Ligation im wässrigen Medium und ohne die Notwendigkeit von Schutzgruppenoperationen am Kohlenhydratgerüst stattfindet, eine große Herausforderung an die präparative Chemie. In diesem Projekt soll die Amadori Umlagerung als neues Werkzeug für die Konjugation von Kohlenhydraten on Biomolekülen untersucht werden. Bisher ist eine breite Anwendung dieser Reaktion noch nicht untersucht worden obwohl sich, bei genauer Betrachtung des Mechanismus, eine Vielzahl nützlicher Konjugationsreaktionen durch die Wahl der Aminkomponenten, wie z.B. Mono-, Oligo- oder Polyamine sowie Aminoberflächen, ergeben. Diese Strategie führt zu einer C-glycosidischen Verknüpfung der beiden Bestandteile welche weitaus weniger hydrolyseempfindlich ist als die natürlich vorkommenden O- und N- glykosidischen Verbindungen und dadurch stabiler in biologischen Untersuchungen ist. Die Amadori Umlagerung ist auch für eine regioselektive ("site selective") Modifizierung von Peptiden geeignet. In diesem Projekt wird die Expertise von zwei Arbeitsgruppen, aus Österreich und Deutschland, zusammengeführt um den Anwendungsbereich der Amadori Umlagerung in einigen hochrelevanten Beispielen zu untersuchen. Der Aufgabenbereich der österreichischen Arbeitsgruppe dieses Antrags umfasst folgende Punkte: 1 . Entwicklung eines verlässlichen Protokolls für die Anwendung von mono-, oligo- und polyvalenten Aminkomponenten in der Amadori Umlagerung mit geeigneten Aldoheptosen. 2 . Herstellung von komplexen Glycokonjugaten sowie Glyco-oberflächen mittels der AR. 3 . Entwicklung einer Methodik zur Reaktionsführung unter physiologischen Bedingungen (wässriges Medium). 4 . Einführung von unterschiedlichen Reportergruppen wie z.b. Diazirine, Azobezole am Kohlenhydratgerüst zur Herstellung von fotosensitiven Materialien. Die in diesem Projekt hergestellten Glycoconjugate werden in der Gruppe von Prof. Thisbe Lindhorst (Christiana Albertina University, Kiel, Deutschland) auf ihre biologische Aktivität als Inhibitoren von Typ 1-Fimbrien in E.coli Bakterien untersucht. Die neue Konjugierungsmethode bereichert das Repertoire an vorhandenen Synthesemethoden von Glycokonjugaten für die Verfügbarkeit von Strukturen zur Weiterentwicklung der Glycowissenschaften.