Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2007

Glycochips mit synthetischen Glycoproteinoligosacchariden

Prof. Dr. Carlo Unverzagt
Universität Bayreuth
Bioorganic Chemistry

Prof. Dr. James C. Paulson
The Scripps Research Institute California
Integrative Structural and Computational Biology

Glycomics als eine moderne Bezeichnung für Glycobiologie beschäftigt sich mit der Charakterisierung von Kohlenhydrat-abhängigen biologischen Prozessen. Zum Studium der Wechselwirkung von Kohlenhydraten wurden spezielle Techniken entwickelt. Durch die Immobilisierung von Zuckern an Oberflächen (Glycochips) können Kohlenhydrate in parallelen Testsystemen eingesetzt werden. Dafür sind allerdings definierte Glycokonjugate eine Grundvoraussetzung. Wir möchten synthetische N-Glycane herstellen, die den Zuckern von Glycoproteinen entsprechen. Diese N-Glycane sollen mit Hilfe von Glycosyltransferasen in kombinatorischer Weise verlängert und anschliessend auf Glycochips fixiert werden. Die systematische Untersuchung der Bindung der einzelnen Strukturen sollte zur Gewinnung von rekombinanten Glycoproteinen mit verbesserten therapeutischen Eigenschaften beitragen, sowie neue diagnostische Marker aufzeigen.

Abschlussbericht
Die Gegenwart einer erstaunlich hohen Zahl unterschiedlicher Kohlenhydratstrukturen mit unbekannter biologischer Funktion auf Zelloberflächen hat zur Entwicklung neuer analytischer Techniken geführt. In diesem Zusammenhang werden zunehmend gedruckte Mikroarrays mit definierten Oligosacchariden für die schnelle Hochdurchsatz-Analyse biologischer Wechselwirkungen eingesetzt. Das Ziel des Projekts war es die Verfügbarkeit von seltenen aber biorelevanten Kohlenhydraten durch die Kombination von chemischer und enzymatischer Synthese zu verbessern. Im Zuge des von BaCaTeC geförderten Vorhabens konnten drei Doktoranden mit der Arbeitsgruppe von J. Paulson am Scripps Institute, La Jolla zusammenarbeiten und dort enzymatische Verlängerungen von N-Glycanen durchführen. Dadurch konnte erstmals eine systematische Bibliothek von N-Glycanen des bisected Typs aufgebaut werden, die auf Mikroarrays gedruckt und durch Lectinbindungsstudien analysiert wurde. Einige methodische Nachteile dieses Ansatzes wurden identifiziert und durch Optimierung reduziert oder durch alternative Vorgehensweisen umgangen. Aufgrund dieser Arbeiten wurden auch die Synthesemethoden zur Bereitstellung der benötigten Oligosaccharide überarbeitet. Dadurch konnte ein neuer und allgemein anwendbarer Ansatz gefunden werden, der gegenwärtig zur Erstellung einer vergrößerten Bibliothek von N-Glycanen aus Säugern eingesetzt wird.