ISBN 9783843926607

978-3-8439-2660-7, Reihe Makromolekulare Chemie

Robert Mildner
Synthese und Struktur von pH-responsiven Glycopolypeptiden

185 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2016), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit werden die Synthese von wohldefinierten, pH-responsiven Glycopolypeptiden sowie die Untersuchung ihrer Sekundärstruktur und ihrer spezifischen Wechselwirkung mit Lectinen beschrieben.

Die entwickelte Synthesemethode basiert auf der wässrigen Amidkupplung von ungeschützten Aminozuckern an Polyglutaminsäure (PGA) unter Verwendung des Kupplungsreagenzes DMT-MM. Die Anbindungsvariante eignet sich sowohl für die Anbindung von 1-Amino-1-deoxy-Zuckern als auch von 2-Amino-2-deoxy-Zuckern und bietet daher eine hohe Variabilität in der Wahl des Zuckers. Der Substitutionsgrad und das Molekulargewicht der Glycopolypeptide können auf einfache Weise eingestellt werden. Zudem hat die Methode das Potential auch bei der Synthese von komplexeren glycosylierten Materialien auf Basis von PGA Anwendung zu finden.

Anhand einer Reihe von synthetisierten Glycopolypeptiden konnte systematisch der Einfluss der Glycosylierung auf die Sekundärstruktur und die pH-responsiven Eigenschaften untersucht werden. Bei niedrigen und mittleren Substitutionsgraden kann ein pH-responsives Verhalten in Form eines Helix-Knäuel-Übergangs beobachtet werden. Bei höheren Substitutionsgraden ist dieser Übergang jedoch nur sehr schwach oder gar nicht vorhanden. In weitergehenden Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die Einführung von hydrophoben Spacern zwischen Zucker und Polypeptid-Rückgrat zu einer deutlich erhöhten Helizität und somit zu einer Verstärkung des Helix-Knäuel-Übergangs führt. Dadurch kann auch bei Glycopolypeptiden mit höherer Zuckerdichte pH-responsives Verhalten generiert werden.

Die spezifische Interaktion der glycosylierten PGAs wurde in Bindungsstudien mit zwei verschiedenen pflanzlichen Lectinen, Concanavalin A und Ricinus communis Agglutinin (RCA120), überprüft. Dabei zeigte sich, dass sowohl die Zuckerdichte als auch das Vorhandensein von hydrophoben Spacern einen großen Einfluss auf die Glycopolypeptid-Lectin-Wechselwirkung haben.