Neue chemische Werkzeuge zur Aufklärung der Kohlenhydratchemie

• Antragsteller: Professor Dr. Kevin Pagel; Professor Dr. Peter H. Seeberger
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251124697

Komplexe Kohlenhydrate gehören zu den vielseitigsten Biomolekülen und spielen in praktisch jedem lebenden System eine essentielle Rolle. Darüber hinaus bilden sie als Mediatoren in biologischen Prozessen die Grundlage für die Entwicklung von Glykomimetika und Impfstoffen.Aufgrund fehlender Amplifikations- und Expressionstechniken bietet die chemische Synthese den effizientesten Zugang zu Glykanen in reiner Form. Die komplexen und zeitaufwendigen Synthesen wurden durch die Entwicklung der automatisierten Glykansynthese durch AG Seeberger deutlich beschleunigt, so dass ein direkter Zugang zu einer Vielzahl von Glykanen möglich ist. Der detaillierte Reaktionsmechanismus der glykosidischen Bindung – die Elementarreaktion in der Glykansynthese – ist jedoch weitgehend unbekannt. Dabei bestehen zwei Einschränkungen in der Untersuchung dieser mechanistisch umfangreichen und strukturell komplexen Verknüpfungsreaktion: die kontrollierte, reproduzierbare Optimierung jeder neuen Kupplung und eine schnelle und vollständige Analyse.Das gemeinsame Projekt von AG Seeberger und AG Pagel zielt auf ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Abläufe bei der Bildung von glykosidischen Bindungen ab. AG Seeberger wird steuerbare Mikroreaktoren nutzen, um experimentelle Parameter und Bedingungen zu optimieren. Die hierbei entstehenden Intermediate, Produkte und Nebenprodukte werden anschließend durch Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie in der AG Pagel charakterisiert. Die systematische Untersuchung der resultierenden Daten wird das Wissen über Glykanintermediate erweitern und die Grundlage zur Vorhersage von Glykosylierungsreaktionen bilden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2177: Integrierte chemische Mikrolaboratorien (In-CheM)