Design neuer Bindungseigenschaften in Lectinen

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Lectine stellen eine der drei großen Gruppen kohlenhydratbindender Proteine in der Natur dar. Pflanzenlectine, und hier insbesondere zahlreiche Vertreter aus der Familie der Leguminosen, sind nicht nur seit geraumer Zeit ein unverzichtbares Werkzeug der Glycowissenschaften, sondern waren in den vergangenen Jahren aufgrund ihrer topologischen Verwandtschaft zu manchen Säugetierlectinen und ihrer Eignung als Modelle zur Untersuchung von Kohlenhydrat-Protein Wechselwirkungen Gegenstand intensiver Forschung. Eine ganze Reihe von Kristallstrukturen und Bindungsstudien sowie eine Vielzahl von verfügbaren Aminosäuresequenzen haben mittlerweile einen Einblick in die Prinzipien ihrer Kohlenhydratspezifität erlaubt, wenngleich in vielen Bereichen endgültige experimentelle Befunde noch ausstehen. In unserem Projekt wollen wir verfügbares Wissen, sowohl eigenes wie literaturbekanntes, dazu verwenden, Lectine mit neuen, bisher nicht bekannten Bindungseigenschaften zu entwickeln. Die erzielten Ergebnisse mit zwei Modellectinen, dem aus pisum sativum und dem aus Erythrina corallodendron, sollten aufgrund der vorhandenen Sequenzhomologien auf Familienmitglieder mit anderer Kohlenhydratspezifität übertragbar sein und so Zugriff auf eine neue Gruppe biologischer Werkzeuge gestatten. Unsere Untersuchungen konzentrieren sich zunächst auf drei Punkte: 1. Umschalten der Sepzifität von einem Monosaccharid zum anderen. 2. Entwicklung neuer Spezifitäten, sowohl gegenüber Kohlenhydraten als auch Cyclitolen. 3. Einführung von Reaktivität. Die dabei anzuwendenden Techniken reichen vom rationalen Design mittels Punktmutagenese bis zur gerichteten Evolution mittels Phage Display.