Authors:	Gutjahr, Tobias
Title:	Synthetische Glycopeptide mit Sulfatyl-Lewis X-Struktur als potenzielle Inhibitoren der Zelladhäsion
Online publication date:	12-Jan-2009
Year of first publication:	2009
Language:	german
Abstract:	Zelladhäsionsprozesse sind von großer Bedeutung für zahlreiche biologische Prozesse, wie etwa die Immunantwort, die Wundheilung und die Embryogenese. Außerdem spielen sie eine entscheidende Rolle im Verlauf inflammatorischer Prozesse. An der Zelladhäsion sind verschiedene Klassen von Adhäsionsmolekülen beteiligt. Die erste leichte „rollende“ Adhäsion von Leukozyten am Ort einer Entzündung wird durch die Selektine vermittelt. Diese binden über die Kohlenhydrat-Strukturen Sialyl-Lewisx und Sialyl-Lewisa über eine calciumabhängige Kohlenhydrat-Protein-Bindung an ihre spezifischen Liganden und vermitteln so den ersten Zellkontakt, bevor andere Adhäsionsmoleküle (Cadherine, Integrine) die feste Adhäsion und den Durchtritt durch das Endothel bewirken. Bei einer pathogenen Überexpression der Selektine kommt es jedoch zu zahlreichen chronischen Erkrankungen wie z. B. rheumatoider Arthritis, Erkrankungen der Herzkranzgefäße oder dem Reperfusions-syndrom. Außerdem wird eine Beteiligung der durch die Selektine vermittelten Zellkontakte bei der Metastasierung von Karzinomzellen angenommen. Ein Ansatzpunkt für die Behandlung der oben genannten Erkrankungen ist die Gabe löslicher kompetitiver Inhibitoren für die Selektine. Ziel der Arbeit war die Modifikation des Sialyl-Lewisx-Leitmotivs zur Steigerung der metabolischen Stabilität und dessen Einbau in die Peptidsequenz aus der für die Bindung verantwortlichen Domäne des endogenen Selektin-Liganden PSGL-1. Dazu wurden mit einer modifizierten Lewisx-Struktur glycosylierte Aminosäurebausteine dargestellt (Abb.1). Die Verwendung von Arabinose und des Sulfatrestes anstelle von Fusose und Sialinsäure sollte außerdem zu einer gesteigerten metabolischen Stabilität des synthetischen Liganden beitragen. Die so erhaltenen Glycosylaminosäuren sollten nun in die Festphasenpeptidsynthese eingesetzt werden. Aufgrund der großen säurelabilität konnte hier nicht auf das Standartverfahren (Wang-Harz, Abspaltung mit TFA) zurückgegriffen werden. Deshalb kam ein neuartiges UV-labiles Ankersystem zum Einsatz. Dazu wurde ein Protokoll für die Synthese und Abspaltung von Peptiden an diesem neuen System entwickelt. Daran gelang die Synthese des nichtglycosylierten Peptidrückgrats sowie eines mit der dem sulfatierten Lewisx-Motiv versehenen Glycopeptids. Ein vierfach sulfatiertes Glycopeptid, welches durch den Einsatz von im Vorfeld chemisch sulfatierer Tyrosin-Bausteinen dargestellt werden sollte, konnte massenspektrometrisch nachgewiesen werden. Cell adhesion plays an important role in numerous biological processes, such as immunoresponse, wound healing and embryogenesis. Furthermore, it plays a crucial role in inflammatory events. There are different types of molecules involved in cell adhesion. The initial „rolling“ adhesion of leukocytes at the site of inflammation is mediated by selectins. The latter contain the carbohydrate structures Sialyl-Lewisx und Sialyl-Lewisa and bind to their specific ligands via a calcium dependent carbohydrate-protein interaction. By doing so they mediate the initial cell contact, after which adhesion molecules (cadherins, integrins) cause firm binding to the endothelium and penetration into the inflamed tissue. An over-expression of selectins, however, can lead to chronic diseases, such as rheumatoid arthritis, coronary diseases, or reperfusion syndrome. An involvement of selctin mediated cell adhesion in tumor metastasis is also probable. An approach to curing these diseases lies in the application of soluble competitive ligands for the selectins. The aim of this project was the modification of the Sialyl Lewisx lead structure in order to increase its metabolic stability and its incorporation into the peptide sequence from the binding domain of the endogenous selectin ligand PSGL-1. To this aim different amino acid building blocks containing modified Lewisx structures were synthesized (Scheme 1). Use of arabinose and sulfate residues instead of the fucose and sialic acid found in the natural ligand should result in a higher stability of the synthetic structure towards degrading enzymes. The glycosylated amino acids were now to be used in solid phase peptide synthesis. Because of the high lability of the sulfated structures towards acid, the standard protocol (use of Wang-resing, cleavage using trifluoroacetic acid) could not be applied. Instead, a novel UV-labile linker system was utilized and a protocol for its use in solid phase synthesis was developed. It was succesfully applied in the synthesis of the non- glycosylated peptide backbone as well as a glycopeptide containing the sulfated Lewisx motive. Another glycopeptide containg four sulfate residues was constructed by use of chemically sulfated tyrosine building blocks and could be detected in mass spectrometric experiments.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-3242
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-18575
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen