dc.contributor.author
Kumari, Shalini
dc.date.accessioned
2019-02-06T14:16:38Z
dc.date.available
2019-02-06T14:16:38Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/23872
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-1649
dc.description.abstract
Within the scope of this thesis, multivalent sulfated polymers were synthesized and
investigated concerning their targeting properties towards two proteins: L-selectin, a cell
adhesion molecule expressed on leukocytes and LOX-1, a scavenger receptor from
macrophages. Whereas L-selectin plays a dominant role in chronic diseases, LOX-1 can
contribute to atherosclerosis. In both cases, a targeted intervention is desired.
In the first part, b-cyclodextrin vesicles were non-covalently functionalized with
oligosulfate-adamantyl conjugates as guest molecules. The supramolecular assemblies were
evaluated for L-selectin binding in solution by microscale thermophoresis. An increase in
binding affinity was observed with respect to the sulfate valency of the ligands. The
adamantly conjugates with 4 and 8 sulfate groups revealed KD values of 34 and 25 μM,
respectively. Unfunctionalized vesicles and sulfate-adamantly conjugates alone did not
show any effect. However, the complex stability was limited.
In the second part, sulfated oligoglycerol dendrons were conjugated to polyethylene linkers
yielding mono- and bi-functionalized compounds. For binding studies, a soluble
recombinant fusion protein was expressed that carries two LOX-1 dimers. Targeting of the
positively charged, linearly aligned arginine residue on the dimer surface was evaluates for
all polymeric architectures by surface plasmon resonance and two of the molecules gave
binding affinities in the low nM range (~50 nM). In cell-based assays the sulfated polymers
were able to reduce the binding of soluble LOX-1 to target cells. Recognition of a
physiological ligand, oxidized low density lipoprotein particle (oxLDL) by LOX-1
expressing cells was reduced upon preincubation with the sulfated polymers.
As a result, the work demonstrates that multivalent compounds enhance binding affinity
and therefore, multivalency is a useful concept to interfere with planar biological surfaces.
en
dc.description.abstract
Ziel der Doktorarbeit war die Synthese multivalenter sulfatierter Polymere und
Untersuchungen der Bindung an zwei Zielproteine: L-Selektin, einem Zell-
Adhäsionsmolekül, das auf Leukozyten exprimiert wird und LOX-1, ein Scavenger-
Rezeptor der auf Makrophagen vorkommt. Während L-Selektin eine wichtige Rolle bei
chronischen Erkrankungen spielt, kommt LOX-1 eine zentrale Rolle bei der Entwicklung
der Atherosklerose zu. In beiden Krankheitsbildern ist eine zielgerichtete medizinische
Intervention wünschenswert.
Im ersten Teil der Arbeit wurden b-Cyclodextrinvesikel mit Oligosulfat-
Adamantylkonjugaten als Gast-Moleküle nicht-kovalent funktionalisiert. Diese
supramolekularen Systeme wurden in Lösung mittels mikroskalarer Thermophorese
hinsichtlich ihrer L-Selektinbindung untersucht. Dabei wurde eine Steigerung der
Bindungsaffinität in Abhängigkeit von der Anzahl an Sulfatgruppen nachgewiesen. Die
Adamantylkonjugate mit 4 bzw. 8 Sulfatgruppen ergaben KD-Werte von 34 und 25 μM.
Nicht funktionalisierte Vesikel und die sulfatierten Adamantylkonjugate allein zeigten
keine Bindung. Auffällig war, dass die Stabilität der Komplexe begrenzt war.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden sulfatierte Oligoglyceroldendrone an mono- und bifunktionelle
Polyethylenlinker konjugiert. Zur Untersuchung der Funktionalität der
Konjugate wurde ein lösliches Fusionsprotein exprimiert, dass aus zwei LOX-1 Dimeren
besteht. Die Bindung an eine positiv geladene, lineare Poly-Argininsequenz auf der
Oberfläche des LOX-1 Proteins wurde mit allen synthetisierten Konjugaten mittels
Oberflächenplasmonresonanz-Spektroskopie bestimmt. Zwei Konjugate zeigten dabei
Bindungsaffinitäten im unteren nM Bereich (~50 nM). In zellbasierten Experimenten
reduzierten die sulfatierten Polymere die Bindung des rekombinanten löslichen LOX-1 an
Zielzellen. Durch Vorinkubation eines physiologischen Liganden, dem oxidierten
Lipoprotein Partikel (oxLDL) mit den sulfatierten Polymeren konnte die Bindung des
Liganden an membranständiges LOX-1 auf Zielzellen reduziert werden.
Als Ergebnis zeigt die Arbeit, dass multivalente Systeme geeignet sind Bindungsaffinität zu
erhöhen und Multivalenz ein geeignetes Konzept ist, um planare biologische Oberflächen
zu adressieren.
de
dc.format.extent
145 Seiten
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc
500 Natural sciences and mathematics::540 Chemistry and allied sciences::540 Chemistry and allied sciences
dc.title
Sulfated Multivalent Polymers for inhibition of L-selectin and LOX-1 Receptors
dc.contributor.gender
female
dc.contributor.firstReferee
Dernedde, Jens
dc.contributor.furtherReferee
Haag, Rainer
dc.date.accepted
2018-12-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-23872-6
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access
dcterms.accessRights.proquest
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