Etablierung eines standardisierten Protokolls für die Synthese von peracetylierten N-Acyl-Mannosamin-Derivaten als artifizielle Sialinsäurevorläufermoleküle und ihr Einfluss auf das angioproliferative Potenzial von humanen umbilicalen Endothelzellen

Autori

• Nils Bastian Bayer

Parametri

• Salute & Medicina

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Die Sialinsäurebiosynthese weist eine hohe Substratpermissivität auf, sodass die Sialylierung leicht durch Einbringung von chemisch modifizierten Vorläufermolekülen verändert werden kann. N-Acetyl-Mannosamin-Derivate sind gut charakterisiert und die am häufigsten eingesetzten Substanzen, um die Zellsialylierung zu modulieren. Das bisher eingesetzte Protokoll für die Synthese von N-Acyl-Mannosamin-Derivaten zeigt eine geringe Reaktionsausbeute und erfordert eine HPLC-Reinigung der Produkte. ManNAc und seine artifiziellen Analoga werden zudem nur in geringem Ausmaß von Zellen aufgenommen und umgesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neues, dreischrittiges Protokoll für die Synthese von O-Ac4-ManNAc, O-Ac4-ManNProp und O-Ac4-ManNBut etabliert, das bei einer Ausbeute von 100 % und reinen Produkten, die keiner Reinigung bedürfen, zusätzlich die Synthese von peracetylierten Komponenten gestattet, die zelluläre Membranen leichter permeieren können. Dabei konnte festgestellt werden, dass Mannosamin im sauren und alkalischen Milieu eine Tendenz hat, zum thermodynamisch stabileren Glucosamin zu epimerisieren. Im nächsten Schritt wurden humane umbilicale Endothelzellen, A549-Lungenepithel- und Caco-2-Darmepithelzellen mit den Substanzen behandelt. Die Biokompatibilitätsprüfung zeigte dabei keine nennenswerte Cytotoxizität. Durch Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie konnte gezeigt werden, dass O-Ac4-ManNProp und O-Ac4-ManNBut zu den korrespondierenden N-Acyl-Neuraminsäuren umgesetzt und in zelluläre Glykoproteine inkorporiert wurden. HUVECs wurden nach Substanzinkubation mikroskopischen Analysen unterzogen, um Veränderungen in ihrem angioproliferativen Potenzial zu detektieren. Dabei zeigte sich, dass die Behandlung mit dem physiologischen Vorläufer ManNAc zu einer deutlich reduzierten Angiogenese führt, während die Behandlung mit und O-Ac4-ManNBut eine gesteigerte Kapillarbildung zur Konsequenz hat. Ausgehend von den gewonnenen Daten kann also postuliert werden, dass zentrale Prozesse der Angiogenese durch die physikochemischen Eigenschaften der Aminogruppe von Sialinsäuren vermittelt werden, die folglich durch Behandlung mit N-Acyl-Mannosamin moduliert werden können.

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Lingua: Tedesco

Pubblicato: 2016