Entwicklung der chemisch-technischen Grundlagen einer automatisierten Synthese von Molekülbibliotheken und des intelligenten Screenings von Leitstrukturen

Pilawa, Sandra

Die Spot-Methode erlaubt die schnelle, einfache und hoch parallele Darstellung von Substanzbibliotheken für ein effizientes biologisches Screening. Ziel dieser Arbeit war die Erschließung von zwei neuen Reaktionstypen für die Spot-Methode zur Herstellung von Substanzbibliotheken zur gezielten Untersuchung zweier biologischer Wirkorte. - Für die biologische Untersuchung MHC Klasse-I abhängiger T-Zell Epitope sind Bibliotheken löslicher Peptide mit freiem Carboxyterminus essentiell. Dazu wurde die Veresterung als Reaktionstyp für die Spot-Synthese etabliert. Die Veresterungen der Fmoc geschützten Aminosäuren mit verschiedenen Azoliden erbrachten ausreichend hohe und einheitliche Belegungen. Nebenreaktionen wurden qualitativ und quantitativ bestimmt. Durch basische Hydrolyse in einer Trimethylamin-Gasatmosphäre kann diese Bindung unter Beibehaltung des Spot-Syntheserasters gespalten werden. Lösliche Peptide für den Einsatz in T-Zell Assays wurden so dargestellt. Das bindende Epitop von Hemagglutinin HA 1 des Influenzavirus PR 8 konnte eindeutig bestätigt werden und nicht literaturbekannte T-Zell Epitope eines MHC Klasse-I Systems wurden ebenfalls untersucht. - Basierend auf Bausteinmotiven der natürlichen DNA bindenden Antibiotika Distamycin und Netropsin wurden neue, kommerziell erhältliche, aromatische Aminocarbonsäuren als Bausteine untersucht. Nach Vorselektion wurden zwei Bausteine ausgewählt und mit der Fmoc Schutzgruppe geschützt. Für die Synthese der Polyamidbindungen wurden verschiedene Kopplungsbedingungen, der Einsatz von aminofunktionalisierten Polypropylenmembranen auch unter Zuhilfenahme von Mikrowellenbestrahlung untersucht.

The spot synthesis is a highly parallel method for fast and easy preparation of substance libraries, applied to efficient biological screening. The aim of this work was to introduce two new reaction types to the spot method, enableing the preparation of substance libraries for specific investigations of two biologically targets. - Libraries of soluble peptides, presenting terminal free carboxy functions, are essential for biological investigations of MHC class I dependent T-cell epitopes. As a regard to these problems esterification was established into the spot synthesis method. Esterifications of Fmoc protected amino acids with various azolides result in sufficiently high yields and uniform support-coating. Potential side reactions have been systematicly investigated. An ester bond allows facile cleavage of the peptides by base hydrolysis in a trimethyl amine gas atmosphere, while maintaining the geometric pattern of the spot synthesis. According to this method a series of soluble, overlapping peptides was synthesized for application in T-cell assays. The binding epitope of Hemagglutinine HA1 (influenza virus PR 8) could be confirmed positively and previously not described T cell epitopes of a MHC class I system were investigated. - Inspired by naturally building block patterns of the DNA binding antibiotics Distamycine and Netropsine, commercially available aromatic amino acids were investigated as alternative building blocks. After a brief screening two compounds could be identified as most proposing candidates. For synthesizing the polyamide bonds, with Fmoc protected derivatives, various coupling conditions, support materials and reaction conditions directed by microwave radiation were investigated.

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Pilawa, Sandra: Entwicklung der chemisch-technischen Grundlagen einer automatisierten Synthese von Molekülbibliotheken und des intelligenten Screenings von Leitstrukturen. 2000.

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