Synthesis of phosphocholine-substituted Carbohydrate Ligands

Autor: Strobl, Sebastian
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
DOI: 10.25365/thesis.45868
Popis: Glykane als Bestandteile von Glykoproteinen und Glykolipiden spielen eine wichtige Rolle in der Zell-Zell-Kommunikation. Kohlenhydratstrukturen, die von parasitären Organismen wie bestimmten Pilzen, Bakterien und Nematoden produziert werden und Phosphocholin-Substituenten tragen, sind hierbei von besonderem wissenschaftlichen Interesse, da sie mit der Fähigkeit der genannten Parasiten, das Immunsystem ihrer Wirte zu beeinflussen, in Verbindung gebracht werden. Um die Wechselwirkungen dieser Glykane mit Proteinen zu untersuchen, werden sie in hoher Reinheit benötigt, die bei Gewinnung aus biologischen Quellen aufgrund der Schwierigkeiten, die mit der Aufreinigung komplexer Mischungen von polaren Substanzen verbunden sind, nicht immer gewährleistet werden kann. Ziel dieser Arbeit ist es daher gewesen, 2-Acetamido-2-Deoxy-6-O-Phosphocholin-β-D-Glucopyranosyl-(1→2)-[2-(2-Aminoethoxy)ethyl] α-D-Mannopyranosid synthetisch herzustellen. Die Zielverbindung enthält einen Linker, der über die enthaltene Aminofunktion kovalent an andere Moleküle gebunden werden kann. Auf diese Weise können sowohl Konjugate mit Rinderserumalbumin (für Immunoblots) hergestellt werden, als auch die Kohlenhydratstruktur auf Glycoarrays immobilisiert werden. Die im Zuge dieser Arbeit entwickelte, von D-Mannose ausgehende Syntheseroute, die zwei Glykosylierungsreaktionen, mehrere Schutzgruppenoperationen sowie die Bildung einer Phosphodiestergruppe beinhaltet, hat die Herstellung der Zielverbindung in ausreichender Menge ermöglicht, sodass eine chemische Charakterisierung mittels Kernresonanzspektroskopie, Massenspektrometrie und optischer Drehung möglich gewesen ist. Darüber hinaus sind Rinderserumalbumin-Konjugate hergestellt worden, die an die Arbeitsgruppe von Iain B. H. Wilson weitergeleitet worden sind, die damit Kohlenhydrat-Protein-Wechselwirkungsstudien auf Western-Blot- und Glycoarray-Basis durchführen wird. Als Vergleichssubstanzen dienen dabei die jeweiligen Verbindungen ohne Phosphocholin-Substituenten, die ebenfalls im Zuge dieser Arbeit hergestellt worden sind.
Glycans as parts of glycoproteins and glycolipids are known to play a major role in cell-to-cell communication. Carbohydrate structures that are produced by parasitic organisms like certain fungi, bacteria and nematodes and bear phosphocholine moieties are of special interest, as they have been found to contribute to the capability of these organisms to modulate the immune system of their hosts. Studies of these glycan-protein interactions require substances of high purity that are difficult to obtain out of biological sources due to purification issues. Thus the aim of this thesis was to prepare 2-acetamido-2-deoxy-6-O-phosphocholine-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-[2-(2-aminoethoxy)ethyl] α-D-mannopyranoside synthetically. The target compound is equipped with a linker that can be bound covalently to other molecules through its amine functionality. This can be used not only for the preparation of conjugates with bovine serum albumin (for immunoblots), but also for immobilization on glycoarrays. The developed synthetic route (including two glycosylation reactions, multiple protecting group operations and the formation of a phosphodiester moiety) has proved to be suitable for the preparation of the target compound starting from D-mannose. The obtained amount has been sufficient for chemical characterization via NMR spectroscopy, mass spectrometry and optical rotation. Furthermore conjugates with BSA have been prepared and passed to the group of Iain B. H. Wilson that will perform carbohydrate-protein-interaction studies based on Western Blot and glycoarray analysis. The non-PC-substituted counterparts have also been prepared and will serve as reference compounds.
Databáze: OpenAIRE
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