Bioorthogonale Synthese von Nanodiamant / Glycopolymer Hybriden zur Simulation von Virusstrukturen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Christopher Barner-Kowollik; Dr. Anja Goldmann, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271285424

Das Ziel des vorliegenden Antrags ist es, neuartige naturinspirierte Oberflächenchemien zu entwickeln. Motiviert durch die Fähigkeit von Viren in Zellen eindringen zu können, verfolgen wir die Nachahmung der Oberflächenstruktur von Viren, indem effiziente Polymer-Pfropfungs Ansätze mittels milden licht-induzierten orthogonalen Reaktionen verwendet werden. Um dieses herausfordernde Ziel zu erreichen, vereinigen wir die Expertisen von Prof. Stenzel (Glycopolymeranwendungen, Nanopartikel-Design, zellulare Wechselwirkungen) und Prof. Barner-Kowollik (fortgeschrittene Polymersynthese, lichtinduzierte Ligationsprotokolle, Design von komplexen makromolekularen Oberflächen). Der Schlüssel zur Virus-Zell-Oberflächeninteraktion liegt in der spezifischen Anordnung von Glycoproteinen auf den Virusoberflächen, die oftmals in einer antennenartigen Struktur angeordnet sind. Diese Glycopolymere interagieren mit Rezeptoren in einer hochspezifischen Weise auf den Zelloberflächen. In dem vorliegenden Projekt werden Glycopolymere- die natürliche Polysaccharidstrukturen hinsichtlich der Bioaktivität imitieren - mittels milden und effektiven licht-induzierten Chemien auf Nanodiamanten gepfropft. Der Vorteil bei der Verwendung von Nanodiamanten als Virus-Template liegt in ihrer nicht-ausbleichenden Fluoreszenz und nicht vorhandenen Toxizität, die die Untersuchung der Glycopolymer-beschichteten Nanopartikel mit dem Fluoreszenzmikroskop erlaubt und somit Langzeitstudien von Zellinteraktionen ermöglicht. Um ähnliche Strukturen von Viren zu erzielen, werden Glycopolymere mit responsiven Polymeren co-gepfropft, um somit synthetische Viren herzustellen. Das Ziel der Arbeiten ist es, neue Erkenntnise bei der Interaktion von Glycopolymeren mit Säugetierzellen zu erzielen. Wir möchten verstehen, welche Art von Glycopolymer-Oberflächen benötigt werden, um die Interaktion mit Rezeptoren auf der Zelloberfläche zu erhöhen und letztendlich die Zellaufnahme von Viren zu begünstigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Martina Stenzel