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Synthese von N-Glycanen des Hybrid-Typs und Untersuchungen zur Chemie von Glycosyltriazolen
(2005)
- Kohlenhydrate spielen nicht nur im Energiehaushalt von Lebenwesen eine entscheidende Rolle, sondern werden auch für die Codierung von Informationen genutzt. So sind die meisten sezernierten Proteine durch Glycosylierung modifiziert, wobei N-Glycane, welche mit der Seitenkette von Asparagin verknüpft sind, eine wichtige Rolle spielen. Je nach Substituenten am nichtreduzierenden Ende werden diese in mannosereiche, hybride oder komplexe N-Glycane eingeteilt. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst das im Arbeitskreis entwickelte Bausteinsystem für die Synthese komplexer N-Glycane um den Hybrid-Typ erweitert. Hierzu wurde ein neuer Pentamannosid-Donor entwickelt, der über eine sehr kurze Reaktionssequenz ausgehend von Benzylmannosid gewonnen werden konnte. Über Bisorthoester-Bildung und nachfolgender Hydrolyse wurde das notwendige Schutzgruppenmuster (2,4-Dibenzoat) in einem Schritt aufgebaut und durch eine doppelte Glycosylierung mit einem Dimannosid-Donor das 3,6-verzweigte Pentasaccharid erhalten. Nach der Umwandlung zu dem Trichloracetimidat konnte der Pentasaccharid-Akzeptor selektiv an der primären Hydroxylgruppe zu dem gewünschten Decasaccharid umgesetzt werden. Dieses wurde von den Acylschutzgruppen befreit, so daß je nach Bedarf ein Spacer oder ein Asparaginrest eingeführt werden kann. Daneben wurde eine Strategie entwickelt, mit der die Baukastensynthese von N-Glycanen auf die Festphase übertragen werden soll. Hierzu wurde die 1,3-dipolare Addition von Glycosylaziden und Alkinen untersucht. Diese gelang mit Hilfe von Cu(I) als Katalysator an verschiedene terminale Alkine. Beim Versuch, die erhaltenen Triazole entweder in das entsprechende Fluorid oder Azid umzuwandeln, zeigte sich, daß der literaturbeschriebene Mechanismus nicht korrekt ist. Durch mikrowellenbeschleunigte bzw. thermisch induzierte Cycloaddition an Acetylendicarbonsäurediester konnten weitere Glycosyltriazole gewonnen werden. Aufgrund der Aktivierbarkeit der erhaltenen Triazole wurde ein neuer Mechanismus postuliert, der mit den experimentellen Befunden in Einklang steht: die Triazol-5-carbonsäure, welche sich durch die sauren Bedingungen (HF, TMSOTf bzw. TfOH) bildet, wird protoniert oder durch ein starkes Elektrophil aktiviert. Durch intramolekulare Wechselwirkung des Säureprotons mit dem Stickstoffatom des Triazols lockert sich die N-glycosidische Bindung, was zur Freisetzung des Glycosylkations führt. Dieses Reaktionspaar (Triazolbildung und -spaltung) stellt eine Möglichkeit dar, N-Glycane an der Festphase zu fixieren und wieder freizusetzen. Um die Stabilität dieses Linkersystems zu demonstrieren, wurde ausgehend von dem Core-Trisaccharid das entsprechende Triazol synthetisiert und aus diesem ein komplexes Heptasaccharid aufgebaut. Hierbei mußten die Reaktionsbedingungen im Vergleich zu dem analogen Glycosylazid modifiziert werden, um Nebenreaktionen wie den Aglycontransfer zu vermeiden. Nach zwei Glycosylierungen in guten Ausbeuten (67 % bzw. 69 %) und Schutzgruppenoperationen (Acetylierung, saure Hydrolyse des Benzylidenacetals) konnte das Heptasaccharid-Triazol mittels HF-Pyridin in das Glycosylfluorid konvertiert werden. Somit ist auch die Abspaltungsreaktion gewährleistet und ein universeller Donor steht zur Verfügung. Darüber hinaus wurde eine Pentasaccharid-Teilstrukturaus einem triantennären N-Glycan synthetisiert und an PAMAM-Dendrimere (SuperFect) gekoppelt, die hocheffizient die Transfektion verschiedener Zellinien vermitteln. Mit Hilfe der Konjugate sollte überprüft werden, ob die Galactosyltermini eine rezeptorvermittelte Transfektion ermöglichen und dadurch bestimmte Zellinien gezielt angesprochen werden können. Bei der Isolierung von Herzglycosiden aus Digitalis spec. können die Nebenkomponenten nicht vollständig abgetrennt werden, weshalb u.a. 4'''-Methyl-diginatin als Referenzsubstanz bei der Produktion des Medikaments Lanitop® benötigt wird. Die selektive Alkylierung konnte durch Bildung eines Stannylenacetals und folgender Methylierung auch mit großen Mengen durchgeführt werden.
