Stabilisierung der ß-Faltblattkonformation in Peptiden

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Das vorliegende Forschungsprojekt soll kleine lösliche Systeme zur Stabilisierung der immer noch wenig verstandenen ß-Faltblatt-Sekundärstruktur in Peptiden untersuchen. Das Ziel ist ein besseres Verständnis der Natur der einzelnen Wasserstoffbrückenbindungen im natürlichen und künstlichen ß-Faltblatt. Wir haben kürzlich das unseres Wissens nach erste Beispiel für die rein intermolekulare Stabilisierung eines ß-Faltblatt-Modells publiziert. Dabei bilden sich kooperative Wasserstoffbrücken zwischen einem Dipeptid und seinem starren Templat mit einer Dreipunkt-Haftung aus. Systematische Bindungsstudien mittels NMR- und IR-Titrationen sollen die Tendenz der unterschiedlichen Aminosäuren zur Ausbildung der ß-Faltblattstruktur im Dipeptid aufklären und die unterschiedliche Stärke von Zwei- und Dreipunkthaftung bestimmen. Mit einem Pyrimidindionderivat soll eine wesentlich effizientere Vierpunkthaftung realisiert werden. Schließlich soll ein alphabetischer Bausatz von konvergent modifizierten Aminopyrazolen synthetisiert werden, der eine sequenzspezifische molekulare Peptiderkennung ermöglicht. Durch spektroskopische Experimente in Zusammenarbeit mit mehreren anderen Partnern soll die Natur und Stärke jeder einzelnen Wasserstoffbrückenbindung im Aminopyrazol-Dipeptid-Komplex bestimmt werden und möglichst die gesamte Potentialfläche dieses Schwingungssystems charakterisiert werden. Diese Ergebnisse sollten mit natürlich vorkommenden ß-Faltblattstrukturen verglichen werden (im einfachsten Fall dimeres Diglycin). Schließlich sollen in Zusammenarbeit mit einem theoretisch arbeitenden Partner Rechnungen mit steigendem Niveau durchgeführt werden, die die Konformation und Stärke der einzelnen Wasserstoffbrückenbindungen sowie die Normalmoden der IR-Spektren vorhersagen und die experimentellen Ergebnisse ergänzen (von AM1 bis CASSCF).