Estudos computacionais de esfingomielinases D: docking, dinâmica molecular e métodos híbridos QM/MM

Pós-graduação em Biofísica Molecular - IBILCE

New species of Moenkhausia Eigenmann (Characiformes: Characidae) from Rio Xingu and Rio Tapajos basins, Brazil, with comments on a putative case of polymorphic Batesian mimicry

A new species of Moenkhausia is described from Rio Xingu and Rio Tapajos basins, Brazil. The new species is distinguished from its congeners, except from Moenkhausia moisae, by having more scales in the lateral series, 43-47 (v. 23-41 in the remaining congeners). The new species is distinguished from M. moisae by its colour pattern, which consists of a dark midlateral stripe, and an asymmetrical caudal blotch (inconspicuous or faded in specimens from the Rio Arinos) continuous with the midlateral stripe (v. narrow dark midlateral line and conspicuous, regularly rounded and symmetrical blotch not continuous with the midlateral line). The new species is putatively assumed to be mimetic to Jupiaba apenima, in the Rio Xingu and Rio Teles Pires drainages, and to Jupiaba yarina in the Rio Arinos. The two species of Jupiaba are sympatric and remarkably similar in size, general external morphology and colouration to the new species. A small difference occurs in the colouration between the two species of Jupiaba and is also observed in the two respectively sympatric morphotypes of the new species of Moenkhausia. The occurrence of polymorphic Batesian mimicry is therefore discussed for neotropical freshwater fishes. (C) 2009 The Authors Journal compilation (C) 2009 The Fisheries Society of the British Isles

Antioxidant, anti-acetylcholinesterase and cytotoxic activities of ethanol extracts of peel, pulp and seeds of exotic Brazilian fruits Antioxidant, anti-acetylcholinesterase and cytotoxic activities in fruits

Ethanol extracts of powdered genipap (Genipa americana L), umbu (Spondia tuberosa A.) and siriguela (Spondia purpurea L) prepared from separate pulp, seeds and peel were investigated for their (i) antioxidant capacity, which was evaluated by various known methods; (ii) acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activity; and (iii) cytotoxic effect on corneal epithelial cells of sheep. The highest values of total phenolic content were obtained with peel and seed extracts. Siriguela and umbu (seeds and peel) extracts displayed the highest antioxidant activities. Lipid peroxidation assays using mimetic biomembranes and mouse liver homogenates indicated that genipap pulp is a promising antioxidant. The investigation of phenols and organic acid contents revealed the presence of quercetin, citric and quinic acids, chlorogenic acid derivatives, among others, in several extracts, with the highest amount found in siriguela seeds. Genipap pulp and siriguela seed ethanol extracts presented an AChE inhibition zone similar to that of the positive control, carbachol. AChE inhibition assay with chlorogenic acid, one of the main constituents of siriguela seeds, revealed that this acid showed activity similar to that of the control physostigmine. These data suggest that these extracts are potentially important antioxidant supplements for the everyday human diet, pharmaceutical and cosmetic industries. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

It is a matter of taste: chemical signals mediate nuptial gift acceptance in a neotropical spider

Nuptial gift offering is a courtship trait found among several insect orders and some spider families. Recent studies indicate that this gift-giving behavior in spiders represents the male mating effort acting on female receptivity through a mechanism of foraging motivation. However, little attention has been given to the sensory channels that are influencing female acceptance. To understand the role of these sensory channels in female perception of a nuptial gift, we focused on the nuptial gift of the neotropical spider Paratrechalea ornata (Araneae, Trechaleidae). The nuptial gift of this species is composed of a prey item wrapped in silk, and previous works suggest that visual and/or chemical cues may be involved in inducing female grasping behavior. We isolated sensory channels using mimetic nuptial gifts (artificial items) or by manipulating real nuptial gifts. Isolated visual signals were not responsible for female acceptance, whereas chemical signals found within the nuptial gift silk layer induced female acceptance. Our findings clearly indicate that a chemical signal located in the silk of the nuptial gift is the main attractant channel, and we formulated 2 hypotheses to explain the mechanisms of action in the female sensory system. We also discuss the consequences of such signaling over female acceptance.

Crystal structure and spectroscopic properties of polymeric adducts of the tetra-mu-haloaspirinate-dicopper(II)

Eight new copper(II) complexes with halo-aspirinate anions have been synthesized: [Cu-2(Fasp)(4)(MeCN)(2)] center dot 2MeCN (1), [Cu-2(Clasp)(4)(MeCN)(2)]center dot 2MeCN (2), [Cu-2(Brasp)(4) (MeCn)(2)] center dot 2MeCn (3), {[Cu-2(Fasp)(4)(Pyrz)] center dot 2MeCN}(n) (4) {[Cu-2(Clasp)(4)(Pyrz)] center dot 2MeCN}(n) (5), [Cu-2(Brasp)(4)(Pyrz)](n) (6), [Cu-2(Clasp)(4)(4,4'-Bipy)](n) (7), and [Cu-2(Brasp)(4)(4,4'-Bipy)](n) (8) (Fasp: fluor-aspirinate; Clasp: chloro-aspirinate; Brasp: bromo-aspirinate; MeCN: acetonitrile; Pyrz: pyrazine; 4,4'-Bipy: 4,4'-bipyridine). The crystal structure of two 2 and 4 have been determined by X-ray diffraction methods. All compounds have been studied employing elemental analysis, IR, and UV-Visible spectroscopic techniques. The results have been compared with previous data reported for complexes with similar structures.

Platelet-derived exosomes induce endothelial cell apoptosis through peroxynitrite generation: experimental evidence for a novel mechanism of septic vascular dysfunction

Abstract Introduction Several studies link hematological dysfunction to severity of sepsis. Previously we showed that platelet-derived microparticles from septic patients induce vascular cell apoptosis through the NADPH oxidase-dependent release of superoxide. We sought to further characterize the microparticle-dependent vascular injury pathway. Methods During septic shock there is increased generation of thrombin, TNF-α and nitric oxide (NO). Human platelets were exposed for 1 hour to the NO donor diethylamine-NONOate (0.5 μM), lipopolysaccharide (LPS; 100 ng/ml), TNF-α (40 ng/ml), or thrombin (5 IU/ml). Microparticles were recovered through filtration and ultracentrifugation and analyzed by electron microscopy, flow cytometry or Western blotting for protein identification. Redox activity was characterized by lucigenin (5 μM) or coelenterazine (5 μM) luminescence and by 4,5-diaminofluorescein (10 mM) and 2',7'-dichlorofluorescein (10 mM) fluorescence. Endothelial cell apoptosis was detected by phosphatidylserine exposure and by measurement of caspase-3 activity with an enzyme-linked immunoassay. Results Size, morphology, high exposure of the tetraspanins CD9, CD63, and CD81, together with low phosphatidylserine, showed that platelets exposed to NONOate and LPS, but not to TNF-α or thrombin, generate microparticles similar to those recovered from septic patients, and characterize them as exosomes. Luminescence and fluorescence studies, and the use of specific inhibitors, revealed concomitant superoxide and NO generation. Western blots showed the presence of NO synthase II (but not isoforms I or III) and of the NADPH oxidase subunits p22phox, protein disulfide isomerase and Nox. Endothelial cells exposed to the exosomes underwent apoptosis and caspase-3 activation, which were inhibited by NO synthase inhibitors or by a superoxide dismutase mimetic and totally blocked by urate (1 mM), suggesting a role for the peroxynitrite radical. None of these redox properties and proapoptotic effects was evident in microparticles recovered from platelets exposed to thrombin or TNF-α. Conclusion We showed that, in sepsis, NO and bacterial elements are responsible for type-specific platelet-derived exosome generation. Those exosomes have an active role in vascular signaling as redox-active particles that can induce endothelial cell caspase-3 activation and apoptosis by generating superoxide, NO and peroxynitrite. Thus, exosomes must be considered for further developments in understanding and treating vascular dysfunction in sepsis.

Animal models of prenatal immune challenge and their contribution to the study of schizophrenia: a systematic review

Prenatal immune challenge (PIC) in pregnant rodents produces offspring with abnormalities in behavior, histology, and gene expression that are reminiscent of schizophrenia and autism. Based on this, the goal of this article was to review the main contributions of PIC models, especially the one using the viral-mimetic particle polyriboinosinic-polyribocytidylic acid (poly-I:C), to the understanding of the etiology, biological basis and treatment of schizophrenia. This systematic review consisted of a search of available web databases (PubMed, SciELO, LILACS, PsycINFO, and ISI Web of Knowledge) for original studies published in the last 10 years (May 2001 to October 2011) concerning animal models of PIC, focusing on those using poly-I:C. The results showed that the PIC model with poly-I:C is able to mimic the prodrome and both the positive and negative/cognitive dimensions of schizophrenia, depending on the specific gestation time window of the immune challenge. The model resembles the neurobiology and etiology of schizophrenia and has good predictive value. In conclusion, this model is a robust tool for the identification of novel molecular targets during prenatal life, adolescence and adulthood that might contribute to the development of preventive and/or treatment strategies (targeting specific symptoms, i.e., positive or negative/cognitive) for this devastating mental disorder, also presenting biosafety as compared to viral infection models. One limitation of this model is the incapacity to model the full spectrum of immune responses normally induced by viral exposure.

Charakterisierung funktioneller Domänen für GABA und Furosemid auf GABA A-Rezeptoren

ZUSAMMENFASSUNGDie schnelle inhibitorische Neurotransmission im Säugerhirn ist wesentlich GABA-erg vermittelt.Neben GABA binden u.a. Picrotoxinin und TBPS (tert-Butylbicyclophosphorothionat) am GABAA-Rezeptor. Die Bindung von [35S]TBPS wird durch alle am GABAA-Rezeptor bindenden Substanzen moduliert. Zur Untersuchung der GABAA-Rezeptor-Funktionen wurden TBPS-Bindungsstudien an rekombinant exprimierten Rezeptoren in vitro und nativen Rezeptoren in situ verwendet.Die alpha-Untereinheiten spielen bei der gehirnarealspezifischen Auswirkungen verschiedener GABA-Mimetika, der Charakterisierung subtypspezifischer Substanzen und der Ausprägung der GABA-Sensitivitäten eine große Rolle. Für die Detaillierung der höheren GABA-Sensitivität alpha6-enthaltender Rezeptoren wurden Chimären und Punktmutationen zwischen den Untereinheiten alpha1 und alpha6 hergestellt. Nach Austausch des Asparagins 188 in der alpha1-Untereinheit durch das alpha6-entsprechende Lysin zeigten Rezeptoren in Kombination mit den Untereinheiten beta3 und gamma2 eine erhöhte GABA-Sensitivität gegenüber dem Wildtyp. Dementsprechend wiesen alpha6-enthaltende Rezeptoren mit der umgekehrten Punktmutation L187N eine geringere GABA-Sensitivität auf. Furosemid wirkt ausschließlich auf alpha6beta2/3-enthaltende GABAA-Rezeptors GABA-agonistisch. [35S]TBPS-Bindungsstudien an chimären alpha1/alpha6-Rezeptoren weisen auf eine niedrigpotente Bindungsstelle für Furosemid im extrazellulären Sequenzabschnitt zwischen der Aoc I-Schnittstelle und der TM3-Region hin. Die Substanz 4 PIOL zeigte subtypspezifischen Charakter am GABAA-Rezeptor. In den [35S]TBPS-Autoradiographien und den Bindungsstudien an Membranen wirkte 4 PIOL auf alpha6-enthaltende Rezeptoren schwach GABA-mimetisch bzw. agonistisch, in den [35S]TBPS-Bindungsstudien an alpha6-enthaltenden rekombinanten Rezeptoren schwach negativ modulatorisch oder antagonistisch.

Synthese von Sialyl-Lewis X -Glycopeptiden und -Mimetika als Zelladhäsionsinhibitoren für E-Selektin

Die Selektine initiieren im Verlauf von Entzündungsprozessen einen ersten Zellkontakt zwischen Leukozyten und Endothelzellen und ermöglichen so die Auswanderung der Leukozyten aus den Blutgefäßen in das umliegende Gewebe, wo sie ihre immunologische Wirkung entfalten können. Viele Krankheiten gehen allerdings mit einer übermäßigen, durch Selektine vermittelten Zelladhäsion einher. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, Selektininhibitoren zu synthetisieren, die pathologische Zelladhäsionsprozesse, wie man sie z.B. bei rheumatoider Arthritis, bei Erkrankungen der Herzkranzgefäße oder im Verlauf von Tumormetastasierungen findet, unterbinden können. Als Leitstruktur für solche Inhibitoren dient das auf den natürlichen Selektinliganden vorkommende Tetrasaccharid Sialyl-Lewis-X. Sialyl-Lewis-X stellt aber nur einen Teil der natürlichen Selektinliganden dar. Es bindet auch nur im millimolaren Bereich an die Selektine. Die komplexen natürlichen Selektinliganden wie z.B. ESL-1 (E-Selektin-Ligand-1), die an verschiedenen Glycosylierungs-stellen des Glycoproteins Sialyl-Lewis-X präsentieren, binden mit deutlich höherer Affinität an die Selektine. Für eine spezifische Rezeptorbindung sind daher außer dem Tetrasaccharid weitere Partialstrukturen verantwortlich, wobei gezeigt werden konnte, dass ein Anknüpfen von Sialyl-Lewis-X-Derivaten an die Partialsequenz 672-681 des ESL-1 eine Affinitätssteigerung hervorruft. Ein weiterer Nachteil des natürlichen Sialyl-Lewis-X-Tetrasaccharids im Hinblick auf seine pharmakologische Verwendung besteht darin, dass sowohl die fucosidische Bindung als auch die glycosidische Verknüpfung zur Neuraminsäure durch Enzyme leicht gespalten werden, wodurch Sialyl-Lewis-X als potenzielles Anti-Adäsionsmolekül an Wert verliert. Um die Kohlenydratliganden vor einem solchen enzymatischen Abbau zu bewahren, wurden in dieser Arbeit neben der im Sialyl-Lewis-X vorliegenden L-Fucose die im Menschen nicht vorkommenden Kohlenhydrate D-Arabinose und L-Galactose sowie neben der Neuraminsäure die (S)-Cyclohexylmilchsäure zur Herstellung der sechs Glycopeptid-Selektinliganden 1-6 mit der Partialsequenz 672-681 des ESL-1 verknüpft. Die Tetrasaccharide und Tetrasaccharid-Mimetika können aus den geschützten Monosacchariden und der geschützten Cyclohexylmilch-säure in parallelen Synthesen im Gramm-Maßstab hergestellt werden. Die automatisierten Glycopeptid-Festphasensynthesen wurden an einem Peptidsynthesizer nach der Fmoc-Strategie unter Verwendung von mit Asparaginsäure vorbeladenen TentaGel®-Harzen durchgeführt. Die Strukturen aller sechs Glycopeptide 1-6 wurden sowohl durch hoch auflösende massenspektrometrische Analysen als auch durch ein- und zweidimensionale NMR-Experimente belegt. Als Ergebnis dieser Arbeit liegen sechs Sialyl-Lewis-X-Glycopeptide und -Mimetika mit der Partialsequenz 672-681 des ESL-1 vor. Diese werden in Kürze auf ihre Wirksamkeit als Zelladhäsions-inhibitoren für E-Selektin getestet. Daraus sollen sich Erkenntnisse über Struktur-Wirkungs-Beziehungen gewinnen lassen, insbesondere was das kooperative Zusammenwirken von Saccharid- und Peptidteilstrukturen in der Erkennung der Liganden durch das E-Selektin anbetrifft.

NMR studies on supramolecular aggregates in solution and the solid state

The aim of this work presented here is the characterization of structure and dynamics of different types of supramolecular systems by advanced NMR spectroscopy. One of the characteristic features of NMR spectroscopy is based on its high selectivity. Thus, it is desirable to exploit this technique for studying structure and dynamics of large supramolecular systems without isotopic enrichment. The observed resonance frequencies are not only isotope specific but also influenced by local fields, in particular by the distribution of electron density around the investigated nucleus. Barbituric acid are well known for forming strongly hydrogen-bonded complexes with variety of adenine derivatives. The prototropic tautomerism of this material facilitates an adjustment to complementary bases containing a DDA(A = hydrogen bond acceptor site, D = hydrogen bond donor site) or ADA sequences, thereby yielding strongly hydrogen-bonded complexes. In this contribution solid-state structures of the enolizable chromophor "1-n-butyl-5-(4-nitrophenyl)-barbituric acid" that features adjustable hydrogen-bonding properties and the molecular assemblies with three different strength of bases (Proton sponge, adenine mimetic 2,6-diaminopyridine (DAP) and 2,6-diacetamidopyridine (DAC)) are studied. Diffusion NMR spectroscopy gives information over such interactions and has become the method of choice for measuring the diffusion coefficient, thereby reflecting the effective size and shape of a molecular species. In this work the investigation of supramolecular aggregates in solution state by means of DOSY NMR techniques are performed. The underlying principles of DOSY NMR experiment are discussed briefly and more importantly two applications demonstrating the potential of this method are focused on. Calix[n]arenes have gained a rather prominent position, both as host materials and as platforms to design specific receptors. In this respect, several different capsular contents of tetra urea calix[4]arenes (benzene, benzene-d6, 1-fluorobenzene, 1-fluorobenzene-d5, 1,4-difluorobenzene, and cobaltocenium) are studied by solid state NMR spectroscopy. In the solid state, the study of the interaction between tetra urea calix[4]arenes and guest is simplified by the fact that the guests molecule remains complexed and positioned within the cavity, thus allowing a more direct investigation of the host-guest interactions.

Studi sull'immaginario musicale in Euripide

La dissertazione è suddivisa in due capitoli più tre appendici. Nel I capitolo, Musica e dolore, si indagano i casi di metamusicalità in riferimento al dolore, che si intensificano in Euripide: si nota lo sviluppo di una riflessione sul ruolo della mousike rispetto al dolore, espressa attraverso un lessico medico e musicale. Si dimostra che in Euripide si pone il problema di quale scopo abbia la musica, se sia utile, e in quale forma lo sia. Nella prima produzione si teorizza una mousa del lamento come dolce o terapeutica per chi soffre. Molti personaggi, però, mostrano sfiducia nel potere curativo del lamento. Nell’ultima produzione si intensificano gli interrogativi sulla performance del canto, che si connotano come casi metamusicali e metateatrali. Nell’Elena, nell’Ipsipile e nelle Baccanti, E. sembra proporre una terapia ‘omeopatica’ del dolore attraverso la musica orgiastico-dionisiaca. Nel II capitolo, Natura e musica, si sceglie l’Ifigenia Taurica come esempio di mimetismo orchestico-musicale fondato – oltre che su casi di autoreferenzialità – su un immaginario naturale che, ‘facendo musica’, contribuisce all’espressività della choreia e della musica in scena. Si ipotizza inoltre un accompagnamento musicale mimetico rispetto ai suoni della natura e movimenti di danza lineari accanto a formazioni circolari, che sembrano richiamare la ‘doppia natura’ del ditirambo. L’Appendice I, Gli aggettivi poetici ξουθός e ξουθόπτερος: il loro significato e la loro potenzialità allusiva, affronta un caso particolare e problematico di ‘mimetismo lessicale’, innescato dal termine ξουθός e dal composto euripideo ξουθόπτερος. Si dimostra che l’aggettivo indica originariamente un movimento vibratorio, ma sviluppa anche un senso sonoro, ed è quindi un termine evocativo rispetto alla performance. Nell’Appendice II, Il lessico musicale in Euripide, è raccolto il lessico euripideo coreutico-musicale. Nell’Appendice III, La mousike nei drammi euripidei, sono raccolti i riferimenti alla mousike in ogni dramma.

Mucinartige Glycopeptide als Inhibitoren selektinvermittelter Zelladhäsionsprozesse

Es wurden Glycopeptide mit einer Partialsequenz aus der N-terminalen Domäne des natürlichen Selektinliganden PSGL-1 synthetisiert, welche prinzipiell als kompetitive Inhibitoren unerwünschter selektinvermittelter Zelladhäsionsphänomene fungieren könnten. Grundsätzlich könnte es möglich sein, auf diesem Wege entsprechende chronisch entzündliche Krankheiten wie rheumatoide Arthritis zu behandeln und bestimmte akut eintretende schwere Schädigungen von gesundem Gewebe sowie die Metastasenbildung maligner Tumore zu unterdrücken. Das tatsächliche Potential der hergestellten Glycopeptide als Liganden der Selektine kann nun in biologischen Tests geprüft werden. Der gewählte Ausschnitt aus dem P-Selektin-Glycoprotein-Liganden-1 (PSGL-1) reicht von Tyr48 bis Pro59 und umfasst so sämtliche Aminosäurereste der Sequenz, die für das Auftreten einer hochaffinen Rezeptorbindung erforderlich sind. Dabei ist die Seitenkette von Thr57 mit einem O-Glycan modifiziert, welches das in natürlichen Selektinliganden häufig vorkommende Tetrasaccharid Sialyl-Lewisx bzw. ein Mimetikum desselben enthält und die für Mucine typische Form der Anbindung an das peptidische Rückgrat über eine N-Acetyl-α-D-galactosamineinheit aufweist. Zum Aufbau der komplexen Glycopeptidstrukturen wurde zunächst eine Strategie für die Synthese des an die Hydroxylaminosäure gebundenen Oligosaccharids im Gramm-Maßstab ausgearbeitet. Dabei kam der Wahl eines geeigneten Schutzgruppenmusters besondere Bedeutung zu. Das entwickelte Konzept basiert allein auf chemischen Methoden und ermöglicht die parallele Herstellung potentieller Mimetika. So wurde in dieser Arbeit L-Fucose durch D-Arabinose und N-Acetyl-D-neuraminsäure durch (S)-Cyclohexylmilchsäure ersetzt. Die erhaltenen Glycosylaminosäure-Bausteine wurden schließlich in die Glycopeptid-synthesen an der festen Phase eingebracht, welche nach vollständiger Deblockierung die gewünschten Zielverbindungen lieferten.rn

Synthese von Sialyl-Lewis-X-Mimetika durch stereoselektive ortho-C-Glycosylierung von Phenolen

Ziel der Arbeit war es, Sialyl-LewisX-Mimetika auf Basis ortho-C-glycosylierter Phenole als Inhibitoren für die Selektin-Ligand-Wechselwirkungen zu synthetisieren. Dazu wurde zunächst die Stereoselektivität der ortho-C-Mannosylierung untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass bei der Umsetzung von Phenolen mit dem benzylgeschützten Mannosyl-trichloracetimidat in Gegenwart von TMSOTf selektiv das β-C-Mannosid erhalten wurde. Gleichzeitig konnte anhand der NMR-spektroskopischen Untersuchungen nachgewiesen werden, dass die in der Literatur beschriebenen α-C-Mannoside von Phenolen tatsächlich β-konfiguriert sind. Wenn Naphthole als Glycosylakzeptoren verwendet wurden, konnten durch Modifikation des Promotors auch die für die Synthese der Mimetika benötigten α-C-Mannoside erhalten werden, wobei ZnCl2 als Promotor die besten Ergebnisse lieferte. Allerdings zeigten die synthetisierten α-C-Mannoside und α-C-Galactoside eine Inversion des Pyranoseringes und lagen in der ungewöhnlichen 1C4-Konformation vor.rnAnschließend konnte auf diese Weise das durch Docking-Studien gefundene Mimetikum (2S)-3-Cyclohexyl-2-[7-hydroxy-8-(α-D-mannosyl)naphthalin-2-yloxy]propionsäure syntheti-siert werden. Es besaß jedoch in Zelladhäsionstests keine ausreichende Aktivität bei der Inhibierung der Selektin-Ligand-Wechselwirkung. Bei den ursprünglichen Dockingstudien war allerdings von der gewohnten 4C1-Konformation ausgegangen worden. Spätere NMR-Experimente und DFT-Berechnungen zeigten, dass das Mimetikum tatsächlich in der 1C4-Konformation vorlag und es deshalb nicht aktiv war. Die synthetisierten Stereo- und Regioisomere zeigten in Zelladhäsionstests ebenfalls keine Aktivität.rnVersuche, die α-1-C-Mannosylnaphthole zu den benötigten 1-C-2-O-Diglycosyl-naphthalinen umzusetzen waren nicht erfolgreich, da die phenolische OH-Gruppe sterisch zu sehr abgeschirmt war, um unter milden Reaktionsbedingungen glycosyliert zu werden, bzw. die α-1-C-Mannosylnaphthaline unter drastischeren Reaktionsbedingungen nicht stabil waren. Daher wurde 1-(2′,3′,4′,6′-Tetra-O-benzyl-β-D-galactopyranosyl)-2-naphthol mit 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-mannopyranosyl-trichloracetimidat in Gegenwart von TMSOTf zum ersten synthetischen 1-C-2-O-Diglycosyl-phenol umgesetzt. Nach Abspaltung der Schutzgruppen sollte das erhaltene 1-Galactosyl-2-O-mannosyl-naphthalin enzymatisch zum Sialyl-LewisX-Mimetikum verlängert werden. Es wurde vom Enzym jedoch nicht als Substrat erkannt. Versuche zur chemischen Anbindung des Säurebausteins stehen noch aus.rn

Functional characterisation of in vitro synthesised G-protein coupled receptors in polymersomes

Membrane proteins play an indispensable role in physiological processes. It is, therefore, not surprising that many diseases are based on the malfunction of membrane proteins. Hence membrane proteins and especially G-protein coupled receptors(GPCRs)- the largest subfamily- have become an important drug target. Due to their high selectivity and sensitivity membrane proteins are also feasible for the detection of small quantities of substances with biosensors. Despite this widespread interest in GPCRs due to their importance as drug targets and biosensors there is still a lack of knowledge of structure, function and endogenous ligands for quiet a few of the previously identified receptors.rnBottlenecks in over-expression, purification, reconstitution and handling of membrane proteins arise due to their hydrophobic nature. Therefore the production of reasonable amounts of functional membrane proteins for structural and functional studies is still challenging. Also the limited stability of lipid based membrane systems hampers their application as platforms forrnscreening applications and biosensors.rnIn recent years the in vitro protein synthesis became a promising alternative to gain better yields for expression of membrane proteins in bio-mimetic membrane systems. These expression systems are based on cell extracts. Therefore cellular effects on protein expression are reduced. The open nature of the cell-free expression systems easily allows for the adjustment of reactionrnconditions for the protein of interest. The cell-free expression in the presence of bio-mimetic membrane systems allows the direct incorporation of the membrane proteins and therefore skips the time-consuming purification and reconstitution processes. Amphiphilic block-copolymers emerged as promising alternative for the less stable lipid-based membrane systems. They, likernlipids, form membraneous structures in aqueous solutions but exhibit increased mechanical and chemical stability.rnThe aim of this work was the generation of a GPCR-functionalised membrane system by combining both promising alternatives: in vitro synthesis and polymeric membrane systems. This novel platform should be feasible for the characterisation of the incorporated GPCR. Immunodetection of Dopamine receptor 1 and 2 expressed in diblock- and triblock-polymersomes demonstrated the successful in vitro expression of GPCRs in polymeric membranes. Antibodyrnbinding studies suggested a favoured orientation of dopamine receptors in triblockpolymersomes.rnA dopamine-replacement assay on DRD2-functionalised immobilised triblockpolymersomes confirmed functionality of the receptor in the polymersomes. The altered binding curve suggests an effect of the altered hydrophobic environment presented by the polymer membrane on protein activity.

Diglycosylierte Heterocyclen als potentielle Selektinliganden

In der vorliegenden Arbeit sollten diglycosylierte Heterozyklen als Grundbausteine zur Darstellung eines Mimetikums des Tetrasaccharids Sialyl LewisX verwendet werden. Dabei standen die pharmakokinetische Stabilität sowie der möglichst einfache Zugang zu den Strukturen im Vordergrund. Außerdem sollte die nachträgliche Anbindung an eine ESL-1 Partialsequenz zum Aufbau von Glycopeptiden und deren Verknüpfung zu dendrimeren Strukturen möglich sein. rnIn einem ersten Ansatz sollten C,N-diglycosylierte Isoindolone bzw. Isochinolone aufgebaut werden. Es konnte anhand mehrerer Beispiele gezeigt werden, dass die elektrophile Cyclisierung von o-Alkinylbenzamiden mit Iod nicht die wie in der Literatur beschriebenen Lactame liefert, sondern ein Angriff des Carbonylsauerstoffs zu den entsprechenden Isobenzofuran-1(3H)-iminen bzw. 1H-Isochromen-1-iminen führt. Die Lactame können jedoch durch Reaktion der o-Alkinylbenzamide mit Tetrabutylammoniumfluorid erhalten werden.rnDie zweite Route führte durch 1,3-dipolare Cycloaddition zu 1,4 disubstituierten 1,2,3-Triazolen. Hier gelang der Aufbau eines vollständig deblockierten, mit einem Azid funktionalisierten Trisaccharid Analogons, welches durch enzymatische Sialylierung zum Sialyl LewisX Mimetikum verlängert wurde. Diese Struktur konnte in einer weiteren 1,3-dipolaren Cycloaddition mit einer ebenfalls synthetisierten, leicht abgewandelten Partialsequenz des ESL-1 zu einem Glycokonjugat umgesetzt werden. Des Weiteren gelang der Aufbau zweier teilweise deblockierter Tetrasaccharid Mimetika, wiederum durch enzymatische Elongation.rnAußerdem wurden Versuche unternommen di C-Glycoside durch samariumvermittelte Kupplung zu synthetisieren.rn