Synthetische Glycopolypeptide und Ihre Interaktionen mit Lektinen

In dieser Dissertation wurde die Synthese von wohldefinierten Glycopolypeptiden, die mit verschiedenen Mono-, Di- und Trisacchariden funktionalisiert sind, beschrieben. Die Anbindung der Zucker erfolgte über eine polymeranaloge Modifizierung mit dem Amidkupplungsreagenz DMT-MM an das über amin-initiierte ringöffnende Polymerisation hergestellte Polypeptidrückgrat (Poly-alpha,L-glutaminsäure). Ein Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Untersuchung der Sekundärstrukturen der hergestellten Glycopolypeptide. Mittels CD- Spektroskopie wurde der Einfluss der Zuckerdichte und der Größe des Zuckerrests auf die Fähigkeit der Poly-alpha,L-glutaminsäure pH-abhängig Sekundärstrukturen auszubilden untersucht. Alle hergestellten Glycopolypeptide zeigten pH-abhängige Helix-Knäul- Übergänge. Die maximale Helizität, die im sauren pH-Bereich erreicht werden konnte, hing dabei maßgeblich vom Glycosylierungsgrad und weniger von der Größe des Zuckerrests ab. Durch eine Vergrößerung des Abstands des Zuckers vom Polypeptidrückgrat über einen aromatischen Spacer konnte die Ausbildung helikaler Strukturen im neutralen pH-Bereich verbessert werden. Neben den Untersuchungen der Sekundärstrukturen lag ein weiterer Schwerpunkt auf der Untersuchung der Wechselwirkung der hergestellten Glycopolypeptide mit zuckerbindenden Proteinen (Lektine). Als Modell-Lektin wurde das Concanavalin A (ConA) gewählt, da dieses in der Lage ist endständige Glucoseeinheiten zu binden. Durch quantitative Fällungstest und isotherme Titrationskalorimetrie wurde der Einfluss der Zuckergröße, des Glycosylierungs- grades und des Polymerisationsgrades auf die Lektin-Wechselwirkung untersucht. Für einen späteren pharmazeutischen Nutzen der Glycopolypeptide ist nicht nur die Stärke der Wechselwirkung mit Lektinen von Bedeutung. Vor allem die Möglichkeit komplexere Strukturen zu generieren, die beispielsweise die Einlagerung von Wirkstoffen ermöglichen, ist interessant. Daher wurden erste Versuche für die Entwicklung schaltbarer Materialien auf Glycopolypeptid-Basis durchgeführt. Hierfür wurden Blockcopolymere aus Poly-alpha,L- glutaminsäure bzw. Poly-alpha,L-lysin und thermoresponsiven Poly-N-isopropylacrylamid (pNIPAM) hergestellt. Durch dynamische Lichtsstreumessungen (DLS) und Zetapotential- messungen konnte gezeigt werden, dass die Blockcopolymere in der Lage waren temperaturabhängig nanopartikuläre Strukturen in Lösung auszubilden.