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

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

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

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Presentation Transcript

  1. Thisbe K. Lindhorst, CAU Kiel VorlesungsnetzBiologische Chemie Chemische Biologie IIGlycobiologie

  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. Glycocalix Zucker Kohlenhydrate Saccharide Glycoside Die glycosylierte Zelle

  5. Die glycosylierte Zelle

  6. Glycocalix > 100 nm

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

  8. Walter Gilbert 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. DNA Transkription m-RNA Translation Protein Funktion Glycosylierung post-translationale Modifikationen

  10. Kohlenhydrat- Protein- Wechselwirkungen 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. Lektine sind Proteine, die auf die Erkennung von Zuckern spezialisiert sind Liganden  Epitope Receptoren Kohlenhydrat-erkennende Domänen (CRDs)

  13. Säugetier-Lektine S-Typ-Lektine (Galacetine) C-Typ-Lektine P-Typ-Lektine Endocytotische Lektine Collektine Selektine L-Selektin E-Selektin P-Selektin

  14. O H H O = O - O O C O O H O H O New erythrocyte H O O H H N H O H C 3 O O H H O O H O O H = Aging erythrocyte Old erythrocyte Hepatic asialoglycoprotein receptor Multivalency is of functional importance for carbohydrate-protein interactions Neu5Ac-Gal No binding to asialoglycoprotein receptor Gal Binding to No binding to asialoglycoprotein asialoglycoprotein receptor receptor liver cells

  15. Bakterielle Adhäsion an die Glycocalix

  16. Microbial adhesion: e.g., influenza virus adhesion of E. coli Anti-adhesion therapy: Inhibition ofmicrobial adhesionusing 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-StämmeHaupteinheit: FimA-Protein Adhäsin: FimH-Protein FimH-Protein Lektin: vermittelt Adhäsion an Wirtszellen Mannose-spezifisch, terminale a-Mannoside An der Spitze der Fimbrien (Pili)

  18. ! Science1999 Mannose-spezifische Ahäsion von E. coli Struktur des FimH-Adhäsins ~100 mal besserals MeMan

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

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