Multivalenz als chemisches Organisations‐ und Wirkprinzip

Abstract

Multivalente Wechselwirkungen können universell zur gezielten Bindungsverstärkung zwischen verschiedenen Grenzflächen oder Molekülen genutzt werden. Die Bindungspartner bilden dabei kooperativ multiple Rezeptor‐Ligand‐Wechselwirkungen, die auf einzelnen schwachen, nichtkovalenten Bindungen basieren und daher prinzipiell reversibel sind. Daher spielen multi‐ und polyvalente Wechselwirkungen in biologischen Systemen eine entscheidende Rolle für Erkennungs‐, Adhäsions‐ und Signalprozesse. Die wissenschaftliche und praktische Etablierung dieses Prinzips wird anhand der Entwicklung von natürlichen Systemen über einfache artifizielle und theoretische Modelle hin zu anwendungsorientierten funktionalen Systemen demonstriert. Anhand eines systematischen Überblicks über Gerüstarchitekturen werden die zugrunde liegenden Wirk‐ und Steuerungsmöglichkeiten aufgezeigt und Designvorschläge für möglichst effektive multivalente Bindungspartner bis hin zu polyvalenten Therapeutika aufgezeigt.

A LecA Ligand Identified from a Galactoside‐Conjugate Array Inhibits Host Cell Invasion by Pseudomonas aeruginosa

“…[8,[12][13]16] Molecular modeling suggests that such gains in affinity are the result of bridging neighboring sites 30 apart. [8,13,16,25] The ability of this ligand to block cellular invasion might lead to the development of promising intervention strategies against P. aeruginosa. This linker maintains some flexibility, as was observed in the only two other crystal structures of lectin/multivalent complexes, that is, Shiga toxin complexed with starfish inhibitor [23] and wheat germ agglutinin complexed with bivalent GlcNAc ligand.…”

Synthesis of Di‐ and Trivalent Carbohydrate Mimetics with Oxepane Substructure by Employing Copper‐Catalyzed [3+2] Cycloadditions of Alkynes with Azido­oxepanes

“…The achieved multivalent presentation (ca. [9] In the context of our aminopyran and aminooxepane compounds, we were interested in finding smaller inhibitors to study the influence of their multivalent presentation more systematically. [7] Sialyl Lewis X (sLe x ) analogues of this type have the potential to be used for treatment of diseases such as chronic inflammations.…”

Multivalency as a Chemical Organization and Action Principle

“…This, however, is completely different, when several covalently linked ligands of the same or of a similar nature bind to an ensemble of acceptors (multivalent interactions) [1]. Due to the multiple additive (in some cases cooperative) interactions the equilibrium will shift and bond reinforcement occurs (Figure 1).…”