Design and synthesis of multivalent glycoconjugates for lectin binding

Autor: Kiran, Pallavi
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Popis: This thesis focused on the design, synthesis, and evaluation of multivalent glycoconjugates for lectin binding. The first part discusses the optimization of trivalent sialosides based on functionalizable rigid and flexible core having different lengths of polyethylene glycol spacer for targeting hemagglutinin trimeric (HA3) glycoproteins on the surface of influenza virus. All the synthesized compounds were screened using hemagglutination inhibition assay (HAI) and microscale thermophoresis (MST). The rigid adamantane-based trivalent sialosides with hexaethylene glycol (EG6) linker showed a binding affinity in low micromolar range with Ki = 30 µM. The second part of this thesis discusses the synthesis and evaluation of a series of polyglycerol based (linear and hyperbranched) mannosides and fucosyllactosides for C-type lectin binding. Polyglycerol polymers are highly water soluble, biocompatible, and easily functionalizable. Polyglycerol based multivalent glycoconjugates were synthesized using a copper assisted click reaction of azido fucosyllactoside and azido mannoside derivative with the propargylated polyglycerol with different degrees of functionalization. These glycoconjugates were tested for binding with mannose binding lectin (MBL) and DC-SIGN using biophysical techniques i.e., microscale thermophoresis (MST) and surface plasmon resonance (SPR), respectively. The most potent candidates for MBL and DC-SIGN binding were 100% functionalized hPG- and LPG- based mannosides, respectively, with the dissociation constant (Kd) in nanomolar range. Nanomolar binder for DC-SIGN was approximately 23,000-fold more active than the monovalent mannose with Kd of 3.5 mM. Further on, these multivalent architectures can further be investigated and optimized for the therapeutic application for C-type lectins.
Der Fokus dieser Arbeit war das Design, die Synthese und die Evaluation von Lektinbindenden multivalenten Glykokonjugaten. Im ersten Teil wird die Optimierung von trivalenten Sialosiden auf der Basis von funktionalisierbaren starren oder flexiblen Kernen und verschieden langen Polyethylenglycol-Spacern für die Bindung an Hemagglutinin-Trimere (HA3) auf der Oberfläche von Influenzavirus diskutiert. Die Bindungseigenschaften der synthetisierten Verbindungen wurden mittels Hämagglutinations-Inhibitions-Assays (HAI) und Mikroskalenthermophorese (MST) analysiert. Die starren trivalenten Sialoside auf Adamantan-Basis mit Hexaethylenglykol (EG6)-Linker eine zeigten Bindungsaffinität im niedrigen mikromolaren Bereich mit einer Bindungskonstante (Ki) von 30 µM. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Synthese und Bewertung einer Reihe von linearen und hyperverzweigten Mannosiden auf Polyglycerin-Basis und Fucosyllactosiden für die Bindung von Lektinen vom C-Typ. Polyglycerin-basierte Polymere sind wasserlöslich, biokompatibel und leicht funktionalisierbar. Mehrwertige Glykokonjugate auf Polyglycerinbasis wurden unter Verwendung einer kupferassistierten Klickreaktion ausgehend von Azidofucosyllactosid und Azidomannosidderivaten mit propargylierten Polyglycerol mit unterschiedlichem Funktionalisierungsgrad synthetisiert. Diese Glykokonjugate wurden auf Bindung mit Mannose-bindendem Lektin (MBL) und DCSIGN unter Verwendung biophysikalischer Techniken wie Mikroskalenthermophorese (MST) bzw. Oberflächenplasmonresonanz (SPR) untersucht. Die aussichtsreichsten Kandidaten für die MBL- und DC-SIGN-Bindung waren vollständig funktionalisierte Mannoside auf hPG und lPG Basis mit Dissoziationskonstanten (Kd) im nanomolaren Bereich. Der beste Kandidat für die DC-SIGN Bindung war mit einem Kd von 3,5 µM etwa 23.000-fach aktiver als monovalente Mannose. Die synthetisierten multivalenten Architekturen kommen daher für eine zukünftige therapeutische Anwendung in Frage und können für die Bindung von Lektinen vom C-Typ optimiert werden.
Databáze: OpenAIRE
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