New synthetic methods for naturally modified peptides and proteins, their structural evaluation and biological function

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Im Mittelpunkt des Forschungsprogramms soll die Entwicklung neuer Methoden zur Darstellung von Peptiden und Proteinen mit natürlich vorkommenden Proteinmodifikationen stehen. Modifizierte Proteine, wie z.B. Glyco- oder Phosphoproteine, verfügen in der Natur über vielfältige Aufgaben. Sie sind für die Regulierung von biologischen Prozessen, wie z.B. der Steuerung von Signalketten, oder für die Ausbildung spezifischer Proteinstrukturen verantwortlich. Störungen in der Biosynthese modifizierter Proteine werden mit verschiedenen Krankheiten wie z.B. Krebs oder Diabetes assoziiert. Genauere biophysikalische Untersuchungen, die den Einfluss von Proteinmodifikationen auf Struktur und Funktion in biologischen Systemen erörtern, sind jedoch generell durch aufwendige Aufreinigungen von natürlich vorkommenden modifizierten Proteinen limitiert. Daher gelten synthetische Verfahren oftmals als einzige Möglichkeit modifizierte Proteine für solche Untersuchungen zugänglich zu machen. Zusätzlich erlauben diese auf einer Kombination aus biochemischen und organisch-chemischen Arbeitsmethoden zurückgreifenden Verfahren einen Einbau von spektroskopischen Markern für mechanistische Studien. In der ersten Phase dieses Arbeitsprogramms sollen neue (semi-)synthetische Methoden zur Darstellung von zyklischen Polypeptiden sowie zur Synthese von N-verbrückten Glycoproteinen entwickelt werden. Diese Verfahren sollen in der zweiten Phase auf verschiedene biologische relevante Fragestellungen angewandt werden. Letztere beinhalten die Aufklärung stabilisierender Effekte durch die Zyklisierung von Proteinen und den Einfluss von Fucosylierungen, einer häufig in Krebszellen gefundenen Glycoproteinmodifikation, auf die Struktur und die biologische Funktion von Glycoproteinen.