Protein-Glykan-Interaktionen vermitteln wichtige biologische Prozesse wie die Pathogen-Wirt-Invasion und zelluläre Kommunikation. Wirh ier stellen einen schnellen Ansatz vor,d er die automatisierte Glykan-Assemblierung (AGA) von 19 F-markierten Sonden und Hochdurchsatz-NMR-Methoden integriert und die Untersuchung von Protein-Glykan-Interaktionen ermçglicht. Synthetische Lewis-Typ-2-Antigene wurden gegen sieben glykanbindende Proteine (GBPs) durchmustert, darunter DC-SIGN und BambL, die an HIV-1-bzw.L ungeninfektionen bei immungeschwächten Patienten beteiligt sind, wobei die Präferenz fürf ucosylierte Glykane (Le x ,HTyp2 ,L e y )b estätigt wurde. Bisher unbekannte schwache Wechselwirkungen zwischen Glykanen und Lektinen wurden nachgewiesen und thermodynamische Daten gewonnen. Enzymatische Reaktionen wurden in Echtzeit überwacht und lieferten kinetische Parameter.Diese Ergebnisse zeigen den Nutzen von AGAinKombination mit 19 F-NMR-Spektroskopie fürdie Entdeckung und Charakterisierung von Glykan-Protein-Wechselwirkungen, wodurchs ich neue Perspektiven für 19 F-markierte komplexeG lykane erçffnen.
EinleitungGlykane sind eine äußerst vielfältige Klasse von Biomolekülen, die an verschiedenen Prozessen wie z. B. der zellulären Kommunikation und Erkennung beteiligt sind und die wichtige strukturelle und modulierende Funktionen erfüllen. [1] Pathogene dringen in den Wirt ein, indem sie die auf Endothelzellen vorhandenen Wirtsglykane nachahmen oder ausnutzen. Dieser Prozess wird oft durch Lektine vermittelt, eine Klasse Glykan-bindender Proteine (GBP), die sowohl von Pathogenen als auch von Wirten exprimiert werden. Ty pischerweise haben Säugetier-Glykane eine geringe Affinitätf ürR ezeptoren von Säugetieren, während sie eine hçhere Affinitätf ürb akterielle Lektine aufweisen. [2] Die Messung von Glykan-Lektin-Interaktionen ist ein entscheidender Schritt zum Verständnis der biologischen Funktionen von Glykanen. Jedoch stellt die extreme Komplexitätu nd Diversitätv on Glykanen eine Herausforderung fürd ie Charakterisierung dieser allgemein schwachen und promiskuitiven Interaktionen dar.Synthetische Glykane dienen als wertvolle Sonden zur Untersuchung von Glykan-Protein-Interaktionen. Langwierige Syntheseprotokolle behinderten jedoch ihre systematische und breite Verwendung in der Glykobiologie.D ie automatisierte Glykan-Assemblierung (AGA) ermçglicht einen schnellen Zugang zu komplexen und gut definierten Glykanen. [3,4] Mittels AGAw erden Glykane typischerweise in einem Übernachtlauf synthetisiert, was die Herstellung breit gefächerter Glykan-Bibliotheken fürs ystematische Screenings ermçglicht. [5] Eine weitere Herausforderung bei der Untersuchung von Glykan-Protein-Wechselwirkungen ist der Bedarf an hochempfindlichen Methoden, die in der Lage sind, Bindungsereignisse mit oft inhärent niedrigen Affinitäten nachzuweisen. Mehrere analytische Te chniken wurden entwickelt, um diese Wechselwirkungen auf molekularer Ebene und im Hochdurchsatz quantitativ zu beschreiben. [6][7][8] Die meisten dieser