title: Systematic structural variations of oligoamine modified peptides, their synthesis and biological application
title: Systematische Strukturvariationen oligoaminmodifizierter Peptide, deren Synthese und biologische Anwendung
Creators: name: Abacilar, Maryna
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2017
Subjects: Synthesis of isotopically labeled long-chain polyamines,c hemoselective silicic acid precipitation
chemoselektive Kieselsäurefällung
Posttranslationale Modifikation der Lysin-Seitenkette
post-translational modification of the lysine side
Synthese isotopenmarkierter langkettiger Polyamine
syntheti
Chemistry and allied sciences
Chemie

description: Within the scope of this work,
      various synthetic-strategic approaches for the production of
      complex oligoamines and modified lysine derivatives have been
      developed. Irrespective of the synthetic pathway pursued, all
      of the planned target molecules are cationic compounds, which
      are among the most important components of numerous proteins
      and other nitrogen-containing biomolecules. The uniqueness of
      the amino compounds to be synthesized is certainly due to
      their structural diversity, which is also based on their
      biological activity and their astounding presence. The
      nature-inspired cationic structural motifs allow you to link
      different independent topics. For example, macromolecules
      with a defined degree of oligomerization were prepared for
      investigating the folding behavior of the prion protein. By
      systematically altering the charge pattern by the
      incorporation of differently methylated lysine building
      blocks, important conclusions could be drawn regarding the
      structure-affinity-activity relationships between the
      synthetic PrP peptides and naturally occurring PrP
      autoantibodies. On the basis of the findings on the
      biochemical processes of biomineralization, this work also
      elaborated efficient synthetic approaches which allow access
      to the naturally occurring organic components with
      silica-precipitating properties. By means of the synthetic
      polyamines, further details with the regard to their
      structure-directing role on the precipitation behavior of
      silicic acid should be obtained. For solid state NMR
      experiments, specifically labeled oligoamines were prepared.
      Since most of the in vitro experiments, carried out so far
      for chemoselective silification, have always been based on
      the analysis of the precipitated SiO2, efforts should be made
      within this work to elucidate the dynamics of the
      silification process by means of NMR spectroscopy. Therefore,
      the polyamine-modified prion peptides serve as the basis for
      the research of protein deficiency diseases, while the
      synthetic oligoamines or polyamine-based natural products
      will provide important insights into the biomineralization
      process.
description: Im Rahmen dieser Arbeit wurden
      verschiedene synthetisch-strategische Ansätze zur Herstellung
      komplexer Oligoamine und modifizierter Lysin-Derivate
      entwickelt. Unabhängig von dem verfolgten Syntheseweg,
      handelt es sich bei allen geplanten Zielmolekülen um
      kationische Verbindungen, die zu den wichtigsten
      Bestandteilen zahlreicher Proteine und anderer
      stickstoffhaltigen Biomoleküle zählen. Die Einzigartigkeit
      der zu synthetisierenden Aminoverbindungen liegt gewiss in
      ihrer strukturellen Vielfalt, welche auch ihrer biologischen
      Aktivität sowie ihrer erstaunlichen Präsenz zugrunde liegt.
      Mit den von der Natur inspirierten kationischen
      Strukturmotiven lassen sich verschiedene, voneinander
      unabhängige Themen miteinander verknüpfen. So wurden,
      beispielsweise zur Untersuchung des Faltungsverhaltens des
      Prion-Proteins Makromoleküle mit definiertem
      Oligomerisierungsgrad hergestellt. Die kovalente Verknüpfung
      zweier PrP-Stränge zu einem Dimer erfolgte dabei über ein
      Amin. Durch eine systematische Veränderung des Ladungsmusters
      über den Einbau unterschiedlich methylierter Lysin-Bausteine
      konnten wichtige Rückschlüsse hinsichtlich der
      Struktur-Affinität-Wirkungsbeziehungen zwischen den
      synthetischen PrP-Peptiden und natürlich vorkommenden
      PrP-Autoantikörpern gezogen werden. Basierend auf den
      Erkenntnissen über die biochemischen Vorgänge der
      Biomineralisation, wurden in dieser Arbeit außerdem
      effiziente synthetische Ansätze herausgearbeitet, die einen
      Zugang zu den natürlich vorkommenden organischen Komponenten
      mit Silica-präzipitierenden Eigenschaften ermöglichen. Mit
      Hilfe spezifisch modifizierter Peptide soll eine
      systematische Untersuchung des Einflusses von
      Silaffin-Modifikationen auf die Silica-präzipitierende
      Aktivität und Morphologie des entstehenden Silica-Materials
      ermöglicht werden. Für Festkörper-NMR-Experimente wurden
      spezifisch markierte Oligoamine hergestellt. Durch die
      Untersuchung gebildeter Silica-Nanokomposite mit integrierten
      isotopenmarkierten Polyaminen lässt sich womöglich eine
      umfangreiche Analyse über quantitative
      Struktur-Wirkungs-Beziehungen erhalten. Durch die Experimente
      mit den synthetischen Polyaminen erhofft man sich weitere
      wichtige Details hinsichtlich ihrer strukturdirigierenden
      Rolle bei der Kieselsäurekondensation zu erlangen. Da die
      meisten der bislang durchgeführten in vitro Experimente zur
      chemoselektiven Silifizierung stets auf die Analyse des
      gebildeten SiO2-Präzipitats gerichtet waren, wurden innerhalb
      dieser Arbeit Bemühungen unternommen, die Dynamik des
      Silifizierungsvorgangs mittels NMR-Spektroskopie zu
      untersuchen. Somit sollten die polyaminmodifizierten
      Prion-Peptide der Grundlagenforschung von
      Proteinfehlfaltungserkrankungen dienen, während die
      synthetischen Oligoamine oder Polyamin-basierte Naturstoffe
      wichtige Einblicke in den Biomineralisationsprozess gewähren
      sollten.