Molekulare Erkennung von Mono- und Oligosacchariden durch künstliche Rezeptoren
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Projektes ist es gelungen zahlreiche neue, über nichtkovalente Wechselwirkungen bindende Kohlenhydratrezeptoren darzustellen. Das Design der Rezeptorstrukturen wurde durch die in den Kristallstrukturen der Protein-Kohlenhydrat- Komplexe erkennbaren Bindungsmotive inspiriert. Es wurden Rezeptormoleküle dargestellt, die sowohl natürliche Erkennungseinheiten als auch deren Analoga beinhalten. Die effektiven Rezeptoren enthalten sowohl Positionen, die zur Ausbildung von neutralen/ladungsverstärkten Wasserstoffbrücken befähigt sind, als auch aromatische Gruppen, die CH-?-Wechselwirkungen mit den CH-Einheiten der Zuckermoleküle eingehen können. Im Rahmen dieses Projektes wurden die Bindungseigenschaften der Rezeptorverbindungen sowohl gegenüber neutralen als auch ionischen Kohlenhydraten getestet. Die Komplexierungsstudien wurden sowohl in organischen als auch in wässrigen Medien durchgeführt. Die durchgeführten Studien haben gezeigt, dass zahlreiche Rezeptoren in hervorragender Weise zur Komplexierung von Monosacchariden geeignet sind. Diese Rezeptoren weisen sowohl eine hohe ?-/?-Anomerenselektivität als auch eine hohe Epimerenselektivität auf. Somit ist es im Rahmen dieses Projektes gelungen, sowohl effektive als auch selektive Rezeptorverbindungen darzustellen. Weiterhin konnten hocheffektive Rezeptormoleküle für Disaccharide entwickelt werden. Da bisher nur wenige Rezeptoren für Oligosaccharide in der Literatur beschrieben wurden, stellen die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Rezeptorverbindungen sehr wertvolle Systeme dar. Durch die Modifikation der im Rahmen dieses Projektes entwickelten Rezeptorverbindungen können potentielle biorelevante Verbindungen mit guten Bindungseigenschaften und vorhersagbaren biologischen Aktivitäten erhalten werden. Einige der dargestellten Kohlenhydratrezeptoren weisen schon jetzt sehr interessante antiinfektive Eigenschaften auf. Die durchgeführten Studien haben gezeigt, dass die acyclischen Rezeptorverbindungen sehr wertvolle Modellsysteme darstellen, um die grundlegenden molekularen Eigenschaften der Kohlenhydraterkennung zu studieren. Die durchgeführten Untersuchungen haben zu wichtigen neuen Erkenntnissen geführt und stellen eine wichtige Basis für weitere Studien dar. Die Untersuchungen, die im Rahmen dieses Projektes durchgeführt wurden, sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die anwendungsorientierte Forschung von enormer Bedeutung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Acyclische Rezeptorverbindungen zur Molekularen Erkennung von Kohlenhydraten: Synthesen, Bindungseigenschaften und Kristallstrukturen. Dissertation
Hüseyin Cavga
- Natürliche Erkennungseinheiten und deren Analoga als Bausteine für Kohlenhydratrezeptoren. Dissertation
Matthias Kuschel
- Studien zur molekularen Erkennung von Oligosacchariden. Synthese von Biphenyl- und Diphenylmethan-basierenden Rezeptorverbindungen. Dissertation
Alexander König
- J. Org. Chem. 2006, 71, 2957-2963 “Carboxylate-based receptors for the recognition of carbohydrates in organic and aqueous media”
M. Mazik, H. Cavga
- J. Org. Chem. 2006, 71, 7854-7857 „Recognition properties of an acyclic biphenyl-based receptor toward carbohydrates”
M. Mazik, A. Koenig
- Org. Lett. 2006, 8, 855-858 „Crown ethers as building blocks for carbohydrate receptors”
M. Mazik, M. Kuschel, W. Sicking
- Eur. J. Org. Chem. 2007, 3271-3276 „Mimicking the binding motifs found in the crystal structures of protein-carbohydrate complexes: An aromatic analogue of serine or threonine side chain hydroxyl/main chain amide”
M. Mazik, A. Koenig
- Eur. J. Org. Chem. 2007, 3633-3638 “An acyclic aminonaphthyridine-based receptor for carbohydrate recognition: binding studies in competitive solvents”
M. Mazik, H. Cavga
- J. Org. Chem. 2007, 72, 831-838 “Molecular recognition of N-acetylneuraminic acid with acyclic benzimidazoliumand aminopyridine/guanidinium-based receptors”
M. Mazik, H. Cavga
- J. Org. Chem. 2007, 72, 8319-8326 „Oxime-based receptors for mono- and disaccharides”
M. Mazik, A. C. Buthe
- Chem. Eur. J. 2008, 14, 2405-2419 „Highly effective acyclic carbohydrate receptors consisting of aminopyridine, imidazole and indole recognition units“
M. Mazik, M. Kuschel
- Eur. J Org. Chem. 2008, 1517-1526 „Amide, amino, hydroxy and aminopyridine groups as building blocks for carbohydrate receptors“
M. Mazik, M. Kuschel
- Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 1558-1568 „Highly effective receptors showing di- vs monosaccharide preference”
M. Mazik, A. C. Buthe
