dc.contributor.author
Justies, Aileen
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:09:53Z
dc.date.available
2013-03-08T11:18:57.923Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11560
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15758
dc.description
Danksagung v Abkürzungen ix KURZZUSAMMENFASSUNG xi ABSTRACT xiii 1 Einleitung
1 1.1 Glycan-Protein-Wechselwirkungen 1 1.2 Glycosylierungreaktionen 12 1.3
Fluoreszenz und Fluoreszenz-Resonanzenergietransfer 19 2 Wissenschaftliche
Ziele 25 3 Ergebnisse und Diskussion 27 3.1 Die Synthese von verschiedenen
Zuckerbausteinen 27 3.2 Die Synthese von Biotin-Derivaten 32 3.3 Die Synthese
und Derivatisierung von Cyaninfarbstoffen 33 3.4 Die Synthese von
funktionalisierten Polyglycerolmolekülen 41 3.5 FRET in Lösung mit dem
Streptavidin―Biotin-System 48 3.6 Glasoberflächen ― Beschichtung und
Inkubation 51 3.7 SPR-Messungen von Protein-Ligand-Interaktionen 59 4
Zusammenfassung 73 5 Experimenteller Teil 77 5.1 Synthese der Zuckerderivate
79 5.2 Synthese der Biotinderivate 91 5.3 Synthese der Cyanin-
Farbstoffderivate 93 5.4 Synthese anderer Moleküle 106 5.5 Synthese der
Polyglycerolderivate 111 5.6 Glasoberflächen 121 5.7 SPR-Messungen 156 6
Literatur 171
dc.description.abstract
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Identifizierung und
Quantifizierung der Wechselwirkungen von Proteinen mit spezifischen Liganden
sowie nichtspezifischen Molekülen. Im ersten Teil der Arbeit wurde die
Wechselwirkung von fluoreszenten Biotin- und Galactose-Derivaten mit
verschiedenen fluoreszenten Proteinen in Lösung und auf Glasoberflächen
untersucht. Hierfür wurden die entsprechenden Fluorophore synthetisiert und
charakterisiert. Desweiteren wurde die Immobilisierung dieser Derivate auf
Glas¬ober¬flächen optimiert und die Wechselwirkung der spezifischen Liganden
mit verschiedenen Proteinen mit Hilfe von Fluoreszenzmessungen untersucht. Es
konnte gezeigt werden, dass die markierten und gebundenen Liganden weiterhin
zur Bindung mit dem für sie spezifischen Protein in der Lage sind. In Lösung
konnte dies durch einen erfolgreichen Energietransfer zwischen
fluoreszentmarkiertem Biotin und streptavidinbeschichteten QDot 605
nachgewiesen werden. Auf den Glasoberflächen konnte eindeutig eine Bindung des
QDot 605 auf einer biotinbeschichteten Oberflächen durch Fluoreszenzmessungen
bewiesen werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurden dieselben Ligand-Protein-
Systeme verwendet. Hier wurde hochverzweigtes Polyglycerol (hPG) als
Gerüstarchitektur zur Präsentation der Liganden genutzt, um eine Verbesserung
der Proteinresistenz von Oberflächen zu erreichen. Verschiedene Biotin- und
Galactose-hPG-Derivate wurden hergestellt und charakterisiert. Diese Systeme
wurden dann unter optimierten Bedingungen auf Glas- und Goldoberflächen
immobilisiert und ihre proteinbindenden Eigenschaften mit Hilfe von
Fluoreszenz- und Oberflächenresonanz¬messungen untersucht. Auch hier konnte
gezeigt werden, dass die an hPG gebundenen Liganden weiterhin zur Bindung mit
dem jeweiligen Protein befähigt sind. Auf den Goldoberflächen konnte eine
ligandendichteabhängige Bindung für galactose- bzw. biotin-funktionalisiertes
hPG mittels Oberflächen¬plasmonen¬resonanz (SPR) gezeigt werden. Lectine und
Zucker bilden bekanntlich nur schwache Bindungen aus und so konnte für die
Galactoseoberfläche kein eindeutiger Nachweis der Bindung erbracht werden. Für
die biotinpräsentierenden Glasoberflächen konnte die Bindung von FITC-
markiertem Streptavidin mittels Fluoreszenzmessungen eindeutig nachgewiesen
werden. Des Weiteren konnte eine deutliche Reduzierung der Wechsel¬wirkungen
von unspezifischen Proteinen mit den hPG-Ligand- im Vergleich zu den Ligand-
funktionalisierten Oberflächen nachgewiesen werden.
de
dc.description.abstract
This work deals with the qualitative and quantitative investigation of the
interactions of proteins and their specific ligands and other nonspecific
molecules. In the first part, the interactions between fluorescent biotin and
galactose derivatives and different fluorescent proteins in solution and on
glass surfaces were investigated. For this purpose, fluorescent biotin and
galactose derivatives were synthesized and characterized. Furthermore, the
immobilization of these derivatives was optimized and the interactions of
specific ligands with different proteins were examined via fluorescence
measurements. We were able to show that the labeled and covalently bound
ligands still exhibit binding activity towards their specific proteins. This
was proven by a successful energy transfer in solution between fluorescently
labelled biotin and streptavidin coated QDot 605. At the glass surfaces we
could clearly show the binding of streptavidin coated QDot 605 to a biotin
presenting surface by using fluorescence measurements. In the second part of
this thesis, the same ligand-protein systems were used. Here we wanted to
introduce hyperbranched polyglycerol (hPG) as a scaffold for ligand
presentation to improve the protein resistance of surfaces. Biotin- and
galactose-hPG derivatives with different degrees of functionalization were
synthesized and characterized. The hPG-derivatives were immobilized under
optimized conditions onto glass and gold surfaces. Their behavior towards
different proteins was investigated with fluorescence measurements and surface
plasmon resonance (SPR) spectroscopy. Herein we were also able to prove that
covalently bound ligand-hPG derivatives still exhibit binding activity to
their specific protein. At the gold surfaces we could verify ligand density
dependent protein binding for galactose and biotin presenting surfaces with
the help of surface plasmon resonance (SPR). It is known that lectines and
sugars interact only weakly and therefore we were not able to prove protein
binding to the lactose-functionalized glass surfaces. In case of biotin-
functionalized glass surfaces, we were able to detect a strong binding of
FITC-streptavidin by fluorescence microscopy. Furthermore, we were able to
demonstrate a significant reduction of the interactions of unspecific proteins
with hPG-ligand-functiona¬lized compared to ligand-functionalized surfaces.
en
dc.format.extent
XIII, 177 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
carbohydrate derivatives
dc.subject
surface functionalization
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie
dc.title
Synthese von fluoreszenten Glycankonjugaten zur Erkennung und Quantifizierung
multivalenter Glycan-Protein-Wechselwirkungen
dc.contributor.contact
aileen.justies@fu-berlin.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Rainer Haag
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Kai Licha
dc.date.accepted
2013-03-05
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000093871-2
dc.title.translated
Synthesis of fluorescent glycan conjugates for the identification and
quantification of multivalent glycan-protein interactions
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000093871
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000013139
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access