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Chemo-enzymatische Synthese neuartiger Sialokonjugate

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Technische Universität
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Abstract

Das zunehmende Wissen über Zelloberflächen-Erkennungsmechanismen, wo Sialinsäuren eine essentielle Rolle spielen, bedingt einen steigenden Bedarf an Sialokonjugaten für biologische Studien. Um die entsprechenden Vorstufen in ausreichender Menge zur Verfügung zu stellen, stehen komplementäre chemische und enzymatische Methoden zur Verfügung. Die für die Synthese von Sialinsäuren bewährte Indium-vermittelte Allylierung von Aldosen nach der Barbier-Methode konnte erstmals auf kommerziell erhältliche Disaccharide mit gluco-Konfiguration am reduzierenden Ende zur Synthese von neuen 2-Desoxy-Zuckern bzw. 4,5-bisepi-KDN-Derivate übertragen werden. Dem gegenüber stehen die hoch interessanten enzymatischen Methoden, da diese bei breiter Substrattoleranz einen schnellen und bequemen Zugang zu einer Vielzahl modifizierter Sialinsäuren verschaffen. Mit dem rekombinantem E. coli-Stamm JM105/pKKNeuAc_3 konnte die Lyase des humanpathogenen Bakteriums Neisseria meningitidis neu produziert und für die präparative Synthese eingesetzt werden. Der eigentliche Aufbau zum Sialokonjugat erfordert zunächst die enzymatische Aktivierung der Sialinsäure mit anschließender Übertragung auf einen Akzeptor. Mit dem rekombinanten E. coli-Stamm JM105/pKKCMP konnte die neu produzierte CMP-Sialat-Synthetase aus Neisseria meningitidis zur Synthese weiterer CMP-Konjugate, die an C-5-Position modifizierter Sialinstrukturen enzymatisch im präparativen Maßstab zu den entsprechenden erfolgreich genutzt werden. Mit einem weiteren Enzym, der α-2,3-Sialyltransferase aus Campylobacter jejuni, gelang es, die aktivierten CMP-Konjugate auf fluoreszenzmarkierte Akzeptorsubstrate zu übertragen. Als Fluoreszensmarker wurde ein Acridon-Anker eingesetzt, der sich als besonders stabil erwies und hoch empfindlich detektierbar ist. Die Akzeptorsubstrate wurden hierbei nach chemischen oder chemoenzymatischen Methoden hergestellt und auf ihre Verwendbarkeit in enzymatischen Reaktionen hin getestet.

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