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Synthesis of mono- and disaccharide ligands related to the secondary cell wall polymer of Paenibacillus alvei containing pyruvate-substituted β-D-mannosamine residues
Gudrun Martinz
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Lothar Brecker
DOI
10.25365/thesis.35661
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29662.36657.935062-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Pyruvat-substituierte Glykane, welche in sekundären Zellwandpolymeren (SCWP) vorkommen, spielen vermutlich eine wichtige Rolle bei der nichtkovalenten Bindung von S-Schicht (surface-layer) Proteinen an das Peptidoglykan (PG) Netzwerk. SpaA ist ein 106 kDa großes S-Schicht Glykoprotein, welches in dem grampositiven Bakterium Paenibacillus alvei CCM 2051T vorkommt und die Eigenschaft zur Selbstorganisation in regelmäßige, kristalline 2-D Gitter besitzt. Die SLH (S-layer homology)-Domänen am N-Terminus des Proteins sind beteiligt am Mechanismus zur Bindung an die mit Pyruvatgruppen substituierten SCWP von P. alvei CCM 2051T. Das SCWP, welches kovalent an die PG-Schicht gebunden ist, besteht aus →3)-4,6-O-Pyr-β-D-ManNAc-(1→4)-β-D-GlcNAc-(1→ Disaccharid-Bausteinen.
Diese Masterarbeit beschreibt die 7- bzw. 8-schrittige Synthese des Monosaccharids 4,6-Pyr-β-D-ManNAcOMe, welches die Grundlage für die darauffolgende 3-schrittige Synthese zum Disaccharids β-D-GlcNAc-(1→3)-4,6-(S)-Pyr-β-D-ManNAcOMe bildet. Die entsprechende Glykosylierung wurde mit dem pyruvylierten β-D-N-Acetyl-mannosamin als Akzeptor und einem N-Troc geschützten Trichloracetimidat Donor durchgeführt. Nach Entfernung der Schutzgruppen wurden die synthetischen Saccharide für verschiedene Experimente mit einem verkürzten SpaA Protein, welches die SLH-Domänen enthält, verwendet. Der Beitrag am Bindungsprozess durch die Pyruvatgruppe konnte mittels Saturation Transfer Difference (STD)-NMR bestätigt und anhand von Ligand-gebundenen Kristallstrukturen gezeigt werden. Die Ergebnisse der Isothermen Titrations-kalorimetrie (ITC) gaben außerdem Auskunft über die Bindungsaffinität der Liganden zum Protein.
Abstract
(Englisch)
Pyruvate-substituted glycans present in secondary cell wall polymers (SCWP) are supposed to act as mediators for the noncovalent attachment of surface-layer (S-layer) glycoproteins to the peptidoglycan (PG) meshwork of several Gram-positive bactera. SpaA is a 106 kDa S-layer glycoprotein that occurs in the cell-wall of Paenibacillus alvei CCM 2051T and shows the special ability to self-assemble into 2-D crystalline lattices. S-layer homology (SLH)-domains at the N-terminal part of the protein are known to play an important role in the anchoring mechanism to the pyruvate-substituted SCWP of P. alvei CCM 2051T. The SCWP is covalently linked to the PG layer and is composed of →3)-4,6-O-Pyr-β-D-ManNAc-(1→4)-β-D-GlcNAc-(1→ disaccharide units.
This master thesis describes a synthetic route for the preparation of the related monosaccharide 4,6-Pyr-β-D-ManNAcOMe within 7 or 8 steps providing the basis for the following 3-step-synthesis of the disaccharide β-D-GlcNAc-(1→3)-4,6-(S)-Pyr-β-D-ManNAcOMe. The glycosylation reaction was done using the pyruvylated β-D-N-acetyl-mannosamine as acceptor and an N-Troc-protected trichloroacetimidate donor. After global deprotection, different experiments involving the model saccharides and truncated, SLH-domains containing SpaA protein were performed. The binding contribution of the pyruvic acid acetal was confirmed by Saturation Transfer Difference (STD)-NMR and shown in a ligand-bound crystal structure. Isothermal Titration Calorimetry (ITC) gave useful information about the ligands´ binding affinity to the protein.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
carbohydrate chemistry secondary cell wall polymers
Schlagwörter
(Deutsch)
Kohlehydratchemie sekundäre Zellwandpolymere
Autor*innen
Gudrun Martinz
Haupttitel (Englisch)
Synthesis of mono- and disaccharide ligands related to the secondary cell wall polymer of Paenibacillus alvei containing pyruvate-substituted β-D-mannosamine residues
Paralleltitel (Deutsch)
Synthese von Mono- und Disaccharid-Liganden ähnlich den sekundären Zellwandpolymeren von Paenibacillus alvei, welche Pyruvat-substituierte β-D-Mannosamin-Einheiten enthalten
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
79 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Paul Kosma
Klassifikationen
35 Chemie > 35.52 Präparative Organische Chemie ,
35 Chemie > 35.77 Kohlenhydrate
AC Nummer
AC12263895
Utheses ID
31603
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |