Molekulare Erkennung von Mono- und Oligosacchariden durch künstliche Rezeptoren

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Das Projekt hat den Entwurf und die Synthese selektiver Rezeptorverbindungen für Kohlenhydrate, sowie Studien zur Komplexierung dieser Zielmoleküle in organischen Lösungen und in wässrigen Systemen zum Inhalt. Die molekulare Erkennung von Kohlenhydraten ist eine besondere Herausforderung für die Chemie. Dies liegt einerseits an der dreidimensionalen Komplexität der Kohlenhydrat-Strukturen und andererseits an der Schlüsselrolle, die die Kohlenhydrate in einer Vielzahl von biologischen Prozessen spielen. Im Hinblick auf eine mögliche zukünftige Anwendung von synthetischen Rezeptoren werden im Rahmen dieses Projektes Rezeptorverbindungen angestrebt, die sowohl die wichtigsten Protein-Kohlenhydrat-Wechselwirkungen nachahmen können als auch eine leicht synthetisierbare Struktur besitzen. Die systematische Suche nach effektiven Erkennungsstrukturen für Kohlenhydrate sollte beim Design von effektiven Kohlenhydratrezeptoren behilflich sein. Die synthetischen Rezeptor-Kohlenhydrat-Komplexe sollen zum besseren Verständnis von zugrundeliegenden Bindungsmechanismen in biologischen Systemen führen, unter anderem zum besseren Verständnis der Oberflächenerkennung und Oberflächenwechselwirkungen bei Zellen. Durch die Verwendung von variierbaren synthetischen Substrat-Rezeptor-Komplexen ist die Charakterisierung und Manipulation der einzelnen Mechanismen einfacher als mit natürlich vorkommenden Systemen. Synthetische Kohlenhydratrezeptoren könnten als Arzneimittel, als künstliche Antikörper, zum Transport von Sacchariden oder verwandten Pharmazeutika durch die Zellmembran oder in Kohlenhydratsensoren eingesetzt werden. Oligosaccharidrezeptoren mit eingebauten Fluoreszenz-Einheiten sollten für diagnostische Zwecke verwendet werden können. Hier ist vor allem die Erkennung von Oligosacchariden, die typisch für tumorassozierte Antigene sind, von großer Bedeutung. Die Untersuchungen, die im Rahmen dieses Projektes durchgeführt werden, sollen einen wichtigen Beitrag auf dem Gebiet der Molekularen Erkennung und der Selbstorganisation in Lösung und im Festkörper leisten. Diese Studien sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die anwendungsorientierte Forschung von Bedeutung.