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SFB 765 » Bereich B

Bereich B

Multivalente Konjugate zur Untersuchung von Wirkungsprinzipien

Biologische Schlüsselprozesse wie Zellwachstum, Zelldifferenzierung und Zellkommunikation werden über ein Netzwerk integrierender Biomoleküle kontrolliert. Die gegenseitige Erkennung der Biomoleküle erfolgt über charakteristische Einheiten. Ist die einzelne Wechselwirkung schwach, kann die Afﬁnität im biologischen Kontext durch mehrmalige Präsentation der Bindungsmotive verstärkt werden, um einen biologischen Effekt auszulösen. Beispielsweise bedingen multivalente Protein-Protein-Interaktionen die Funktion von Transkriptionsfaktoren und Adapterproteinen in der Regulation der Genexpression und des

Vesikeltransports. Das Clustern von Zelloberﬂächenrezeptoren durch extrazelluläre Wachstumsfaktoren sowie die nachfolgende schrittweise Rekrutierung und Aktivierung intrazellulärer Signalproteine wird ebenfalls durch multivalente Erkennungsphänomene vermittelt. Umgekehrt eröffnet die dichte Anordnung von Rezeptroren auf einer Zelloberﬂäche niedrig afﬁnen Bindungspartnern die Möglichkeit, auch bei niedrigen Konzentrationen Effekte auszulösen, vorausgesetzt, dass letztere multivalent präsentiert werden.

Die erhöhte Afﬁnität, die bei multipler Präsentation identischer Bindungsmotive resultiert, wird in der Biologie häuﬁg mit dem Begriff der Avidität umschrieben. In den chemisch und/oder strukturbiologisch ausgerichteten Wissenschaften wird der Begriff Multivalenz bevorzugt. Besondere Bedeutung kommt hierbei den verknüpfenden Strukturen zu, durch die die multivalente Präsentation gewährleistet wird. Intensiv untersucht wurde Multivalenz bei Kohlenhydrat-Lektin-Wechselwirkungen. Dabei stand die Erzielung möglichst hoher Verstärkungsfaktoren β im Vordergrund. Im Gegensatz dazu wurden multivalente Erkennungsprozesse bei der intrazellulären Protein-Protein- und Nucleinsäure-Ligand-Interaktion bisher wenig genutzt. Das Ziel des Projektbreichs B ist, durch ein Design mutlivalenter Inhibitoren in biologische Erkennungsvorgänge regulierend einzugreifen oder diese sogar zu unterbinden.