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Thisbe K. Lindhorst, CAU Kiel Vorlesungsnetz Biologische Chemie Chemische Biologie II Glycobiologie.

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Präsentation zum Thema: "Thisbe K. Lindhorst, CAU Kiel Vorlesungsnetz Biologische Chemie Chemische Biologie II Glycobiologie."—  Präsentation transkript:

1 Thisbe K. Lindhorst, CAU Kiel Vorlesungsnetz Biologische Chemie Chemische Biologie II Glycobiologie

2 Glycobiologie beschäftigt sich mit den biologischen Funktionen von Zuckern jenseits ihrer Energiespeicheraufgaben und ihrer Funktion als molekulare Materialien (z.B. Cellulose, Chitin). Im Mittelpunkt des Interesses steht häufig die Funktion der sogenannten Glycocalix, einer nanodimensionierten Zuckerschicht, die alle eukaryontischen Zellen bedeckt.

3 Die glycosylierte Zelle

4

5

6 > 100 nm

7 Dimensionen Poliovirus : klein, 25 Nanometer Influenzavirus : viel größer, 115 Nanometer Rote Blutzellen : 7500 Nanometers

8 Walter Gilbert 1980 Rekombinante DNA: Nobelpreis 1980 Zum Nachdenken: Walter Gilbert, 1989: "Wir haben jetzt den Schlüssel für das Goldene Zeitalter. Die Gentechnik wird uns einen Reichtum bescheren, der das Ende der sozialen und wirtschaftlichen Evolution bedeutet. Die Menschheitsgeschichte ist damit am Endpunkt angelangt."

9 Transkription Translation post-translationaleModifikationen DNA Funktion m-RNA Protein Glycosylierung

10 Life is based on the universal principle of the SPECIFIC INTERACTION OF MOLECULES WITH EACH OTHER. Interacting molecules interact as pairs, one of which is called the LIGAND and the other the RECEPTOR. The cartoon above illustrates a number of basic ligand/receptor interactions.

11 Blutgruppenantigene

12 Lektinesind Proteine, die auf die Erkennung von Zuckern spezialisiert sind Liganden Epitope Receptoren Kohlenhydrat-erkennende Domänen (CRDs)

13 Säugetier-Lektine C-Typ-LektineP-Typ-LektineS-Typ-Lektine (Galacetine) Endocytotische Lektine Collektine Selektine E-SelektinL-SelektinP-Selektin

14 New erythrocyte Aging erythrocyteOld erythrocyte No binding to asialoglycoprotein receptor Hepatic asialoglycoprotein receptor No binding to asialoglycoprotein receptor Binding Binding to asialoglycoprotein receptor = O HO OH HO OH liver cells O HO OH HO OH O - OOC O OH HO OH HN O H 3 C = Multivalency is of functional importance for carbohydrate-protein interactions Neu5Ac-Gal Gal

15

16 Microbial adhesion: e.g.,influenza virus adhesion of E. coli Anti-adhesion therapy: Inhibition of microbial adhesion using glyco-ligands carbohydrate drugs

17 Mannose-spezifische Ahäsion von E. coli Typ- 1-Fimbrien Adhäsive Organellen von Escherichia coli Wichtig für Virulenz pathogner E. coli-Stämme Haupteinheit: FimA-Protein Adhäsin: FimH-Protein FimH-Protein Lektin: vermittelt Adhäsion an Wirtszellen Mannose-spezifisch, terminale -Mannoside An der Spitze der Fimbrien (Pili)

18 Mannose-spezifische Ahäsion von E. coli Struktur des FimH-Adhäsins ~ 100 mal besser als MeMan Science 1999 !

19 Oligovalent glycomimetics glycoclusters selectively functionalized glycoclusters selectively functionalized glycodendrimers glycodendrons glycodendrimers (macro)cyclic glycoclusters glyco-cyclodextrins glyco-calixarenes neoglycopolymers glycotelomers glycopeptoids glyco-micelles glyco-liposomes self-assembled glyco-monolayers dendrigraft glycopolymers dendronized polymers


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