title: Modified disaccharides for novel excipients synthesis
Creators: name: Lubura, Borjana
Publisher: name: :none
Year: 2010

description: Ziel dieser Arbeit ist die Synthese von Azidoderivaten der D-Glukose bzw. Cellobiose mittels enzymkatalysierter und organisch-chemischer Methoden. Zur Durchführung der enzymakatalysierten Synthesen von 6-Azido-6-desoxy-D-glukose, 6-Azido-6-desoxy-cellobiose, 6´-Azido-6´-desoxy-cellobiose und 2-Azido-2-desoxy-cellobiose wurde das native bzw. rekombinante Enzym Cellobiose Phosphorylase aus dem Bakterium Clostridium thermocellum NCIMB 10682 verwendet, welches allgemein phosphorolytische und synthetische Reaktionen mit den Substraten Cellobiose bzw. D-Glukose katalysiert. Folgende Reaktionen wurden durchgeführt: enzymkatalysierte phosphorolytische Spaltung von 6-Azido-6-desoxy-cellobiose in α-D-Glukose-1-phosphat und 6-Azido-6-desoxy-D-glukose sowie enzymkatalysierte Synthese von 6-Azido-6-desoxy-cellobiose aus α-D-Glukose-1-phosphat und 6-Azido-6-desoxy-D-glukose. Phosphorolytische Spaltung von 2-Azido-2-desoxy-cellobiose führt zur Synthese von 2-Azido-2-desoxy-D-glukose und α-D-Glukose-1-phosphat. Im Falle von 6´-Azido-6´-desoxy-cellobiose wird vermutet, dass deren Spaltung zu einem geringen Anteil stattfindet, wobei eine geringe Menge an entstehender D-Glukose ausreichen würde, die Bindung des ohnehin schwach bindenden Substrats 6´-Azido-6´-desoxy-cellobiose zu hemmen; somit würde eine weitere Spaltung unterbleiben. Diese Hypothese wird durch den Fund geringerer Menge an Cellobiose gestützt, die vermutlich aus 2 Glukosemolekülen in den α-D-Glukose-1-phosphat- und D-Glukose-Bindungsstellen gebildet wurde. Aufgrund der vorliegenden Resultate sind bestimmte zukünftige Aktivitäten naheliegend, wie z. B. die Enzymimmobilisierung zur Stabilisierung von Cellobiose Phosphorylase und Anwendung von Mutarotase um die Anomerenkonfiguration von D-Glukose in Richtung auf das β-Anomer zu verlagern.
description: Aim of the work is the synthesis of azido derivatives of D-glucose and cellobiose by combined enzyme-catalyzed and organic-chemical methods. Enzyme-catalyzed reactions of 6-azido-6-deoxy-D-glucose, 6-azido-6-deoxy-cellobiose, 6´-azido-6´-deoxy-cellobiose and 2-azido-2-deoxy-cellobiose were performed with native and recombinant enzyme cellobiose phosphorylase from bacterium Clostridium thermocellum NCIMB 10682 using its phosphorolytic modes. The following conversions have been demonstrated: enzyme-catalyzed phosphorolytic cleavage of 6-azido-6-deoxy-cellobiose to afford α-D-glucose 1-phosphate and 6-azido-6-deoxy-D-glucose; and enzyme-catalyzed synthesis of 6-azido-6-deoxy-cellobiose from α-D-glucose 1-phosphate and 6-azido-6-deoxy-D-glucose. Phosphorolytic cleavage of 2-azido-2-deoxy-cellobiose has resulted in 2-azido-2-deoxy-D-glucose and α-D-glucose 1-phosphate. In the case of 6´-azido-6´-deoxy-cellobiose, it is assumed that the reaction proceeds to a small extent, whereupon the small amount of D-glucose formed would suffice to inhibit binding of the weak substrate 6´-azido-6´-deoxy-cellobiose and to block further cleavage. This interpretation is supported by the finding of a small amount of cellobiose, presumably formed from 2 molecules of D-glucose bound in both the α-D-glucose 1-phosphate and D-glucose binding sites. Future activities suggested by the results of the present dissertation include enzyme immobilization to stabilize cellobiose phosphorylase and application of mutarotase to shift the anomeric configuration of D-glucose toward the β-anomer.