Kegelförmige Foldamere zur Kohlenhydraterkennung in Wasser

• Antragsteller: Professor Dr. Ivan Huc
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505433898

Die Kohlenhydraterkennung vermittelt einen breiten Bereich von biologischen Prozessen. Die Entwicklung synthetischer Kohlenhydratrezeptoren, welche sowohl zu hoher Bindungsaffinität als auch Selektivität in biologischen Medien fähig sind, ist somit ein langjähriges Ziel, um spezifische Biomarker herstellen zu können. Diese könnten dann für Bildgebung, Frühphasendiagnostik und kontinuierliche In-vivo-Beobachtung zweckdienlich sein und würden sich sogar als neue Therapeutika anbieten. Auf Grund der hydrophilen Natur der Kohlenhydrate und ihren nur dezenten Strukturdiversitäten - was sie zum einen schwer zur Bindung bringen und zum anderen auch nur schwer voneinander unterscheiden lässt - werden Fortschritte auf diesem Gebiet allerdings nur langsam erzielt. Sogar Kohlenhydrat-Bindeproteine (Lektine) – wichtige Instrumente für die Forschung und Medizin – zeigen besonders geringe Bindungsaffinitäten und nur bescheidene Selektivitäten. In den letzten Jahren bewiesen aromatische, helikal geformte Oligoamid-Foldamer-Kapseln unübertroffene Leistungsfähigkeit in Bezug auf Kohlenhydraterkennung in organischen Solventien. Speziell ihre wohldefinierten und relativ rigiden Bindungskavitäten führten zu ausgezeichneten Selektivitäten gegenüber Kohlenhydraten. Das Ziel dieses Projektes ist die weitere Verfeinerung Foldamer-basierter Rezeptoren, um sie auch in Wasser funktionstüchtig zu machen. Dieser Ansatz beruht auf: (1) Einbringen von Boronsäure-Funktionalitäten in die Foldamer-Sequenz, um deren kovalente Bindungseigenschaften zu Kohlenhydraten mit den formselektiven Bindungskavitäten der Foldamere zu kombinieren; (2) Die Entwicklung neuartiger Rezeptorachitekturen - genauer ausgedrückt - eine nach oben offene kegelförmige Helix, die fähig ist, biologisch relevante Substrate, wie Glycosylreste, welche auf Proteinen lokalisiert sind, anzuvisieren: Und (3) Untersuchungen zu deren optischen Verhalten und das etwaige Einbauen von photoreaktiven Einheiten, welche sie dann in Sensoren verwandeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen