Synthese von homogenen Glykoproteinen

Kohlenhydrate sind ein integraler Bestandteil vieler natürlich vorkommender Stoffe und sie haben einen großen Einfluss auf deren physikalische Eigenschaften sowie biologische Funktionen. Ihre Relevanz zeigt sich in den besonderen Eigenschaften, die diese Moleküle inne haben, zum Beispiel: Protease-Resistenz, Konformationsstabilität, Ladung sowie Wasserbindungskapazität.

Beinahe alle Plasma-, Membran- und sekretorischen Proteine sind glykosyliert und diese beteiligen sich an vielen biologischen Prozessen; zum Beispiel binden sie andere Biomoleküle wie etwa Hormone, Antikörper, Enzyme, bakterielle Toxine und Zelloberflächenmoleküle, und sie sind essentiell für biologische Erkennungsprozesse. Diese Charakteristika haben Interesse daran erweckt, die Rolle der Kohlenhydrate in Funktion und physikalischen Eigenschaften von Glykoproteinen aufzuklären und zu verstehen.

Natürliche Glykoproteine besitzen in der Regel einer einzigen Peptidsequenz, weisen jedoch eine Mischung unterschiedlicher Oligosaccharidstrukturen an ihren Glykosylierungsstellen auf. Diese sogenannten Glykoformen können unterschiedliche physikalische und biochemische Eigenschaften haben. Die Expression und Isolation homogener Glykoproteine sind herausfordernde und anspruchsvolle Aufgaben. In den letzten Jahren hat sich die Kombination von chemischer Synthese mit molekularbiologischen Methoden als eine neue Strategie für die Herstellung von Glykoproteinen als reine Glykoformen herausgestellt. Diese Strategie kombiniert für gewöhnlich die Methoden der Kohlenhydrat- und Proteinsynthese mit Peptidligation und Proteinexpression (s. Abb. 3).

*Figure 3. Different Strategies for the Synthesis of Glycoproteins*

*Figure 3. Different Strategies for the Synthesis of Glycoproteins*

Unsere Gruppe ist auf die Semi-Synthese homogener Glykoproteine und GPI-verankerter Proteine spezialisiert. Wir sind insbesondere daran interessiert, homogene Moleküle durch, etablierte sowie neue, Ligationsstrategien zu herstellen und diese biologisch zu untersuchen. wir nutzen die häufig genutzte NCL-Strategie (Native Chemische Ligation) aber wir erforschen auch die Anwendung von Enzymen.