Glycosylierte beta-Peptide als Oligosaccharidmimetika

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden neue Oligosaccharidmimetika in Form von benzylischen O-Glycosiden dargestellt. Um die Glycoside an einem beta-Peptidrückgrat aufreihen zu können, wurden die Glycoside jeweils mit der alpha-Carboxylfunktion einer Asparaginsäure verknüpft. Diese so glycosylierten Asparaginsäurebausteine konnten nach Aktivierung mit Pentafluorphenol und HOdhbt über eine Fmoc-Strategie durch Spotsynthese miteinander verknüpft werden. Die entstandene Substanzbibliothek konnte mit Lectinen einem Affinitätstest unterzogen werden. Um ein steiferes Rückgrat zu erhalten, wurde die Eigenschaft von beta-Peptiden schon bei sehr kurzer Kettenlänge ab sechs Aminosäuren starre Helixstrukturen auszubilden ausgenutzt. Deshalb wurden die Asparaginsäurebausteine mit einem Fmoc- geschützten R,R-Aminocyclohexancarbonsäure- Dipeptid über eine Fmoc- Strategie mit HOBt/HBTU/DIEA- Aktivierung in Lösung zu beta-Tripeptidbausteinen verknüpft. Diese Tripeptidbausteine konnten ihrerseits nach der gleichen Strategie miteinander zu glycosylierten beta-Hexapeptiden verknüpft werden. Über NOE-Messungen konnte eine 14-Helixstruktur der geschützten beta-Hexapeptide nachgewiesen werden. Die vorgefertigten beta-Tripeptidbausteine entsprechen also einem Umgehung der Helix. Durch die Möglichkeit, pro Kupplungsreaktion einen variablen Zuckerer an der Helix zu positionieren, ergibt sich eine hohe Flexibilität der Zuckersequenz am Rückgrat. Die glycosylierten beta-Hexapeptide konnten ihrerseits nach der gleichen Strategie miteinander zu glycosylierten beta-Dodecapeptiden verknüpft werden wie für die glycosylierten Tri- und Hexapeptide beschrieben. Nach dem vollständigen Entschützen der glycosylierten beta-Peptide konnten sie auf einer Nitrozellulosemembrane immobilisiert werden und einem Affinitätstest mit Lectinen unterzogen werden. Der Test verlief im Falle von Con A wie erwartet für Mannose haltige Glycopeptide positiv aus. Allerdings konnte im Fall von GNA, einem Man-alpha-1,3-Man Oligomere erkennenden Lectin eine im Gegensatz zu den aus reinen Asparaginsäurebausteinen bestehenden Glycopeptiden stark erhöhte Affinität schon bei kurzen Zuckersequenzen festgestellt werden.

The present work describes the synthesis of benzylic O-Glycosides as new oligosaccharidemimics. The glycoside is linked to the alpha- carboxylic group of aspartic acid thus being able to be arranged along a beta-peptide backbone. These glycosylated aspartic acid buildingblocks were coupled by spot synthesis using a Fmoc- strategy after activation via PFP/HOdhbt. The developed substance bibliotheca could be subjected to an affinity screening by lectins. To afford a more rigid backbone the character of beta-peptides forming a inflexible helix structure actually in short chain length about six amino acids was exploited. Thus the aspartic acid building blocks were linked to a R,R- aminocyclohexanecarboxylic acid dipeptide by a coupling reaction using HOBt/HBTU/DIEA activation and Fmoc-strategy in solution affording beta-tripeptide building blocks. These tripeptide building blocks could be coupled among themselves to afford glycosylated beta-hexapeptides using the same strategy. By using NOE-NMR-methods a 14-Helix structure of the protected glycosylated beta-Hexapeptides could be detected. The precast beta-tripeptide building blocks correspond to one turn on the helix. Using the possibility of positioning one variable sugar per coupling reaction on the on the helix a high flexibility of the sugar sequence is afforded. The hexapeptide building blocks could be coupled among themselves affording glycosylated beta-dodecapeptides by using the same strategy as described for the glycosylated tri- and hexapeptides. After complete deprotection the glycosylated beta-peptides could be immobilized on nitrocellulose membrane and subjected to an affinity screening by lectins. The screening with Con A, a mannose binding lectin, proceeded positive as expected for mannose containing glycopeptides. For GNA, a Man-alpha-1,3-Man oligomere recognizing lectin a significantly raised affinity for short sugar sequences in contrast to the glycopeptides containing solely aspartic acid building blocks was determined.