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Reversible Cyclisierung von Peptiden â neue Synthesewege fĂŒr Peptidantibiotika
Unter den in der Natur ĂŒblichen KettenmolekĂŒlen fallen Lassopeptide mit ihrer rĂ€umlichen Struktur aus der Rolle. Sie weisen eine cyclische Anordnung auf, die rĂ€umlich einem Lasso gleicht und in der Biosynthese unter Verwendung von Enzymen ausgebildet wird. Die Synthese solcher Strukturen stellt eine groĂe Herausforderung in der organisch-synthetischen Chemie dar und konnte bis heute nicht erfolgreich durchgefĂŒhrt werden. Um die Energiebarriere dieses Cyclisierungsprozesses zu verringern und das VerhĂ€ltnis zwischen Ring und Kette im Gleichgewicht zu analysieren wurde die Cyclisierung reversibel gestaltet. Dies erfolgte mittels der Substitution einer Amidbindung durch eine Imin- oder Oxim-Bindung, welche die irreversible Macrocyclisierung eines Peptids in einen reversiblen Prozess transformiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden bioorthogonale Synthesemethoden fĂŒr C terminale und Seitenketten-Peptidaldehyde entwickelt und die Cyclisierungstendenz dieser Peptide sowie die rĂ€umliche Anordnung der im Gleichgewicht entstehenden Produkte mittels NMR-Spektroskopie in wĂ€ssriger Lösung untersucht. Mittels NMR-basierter, molekularer Modellierung wurden die Peptide analysiert und entsprechende Strukturen berechnet. Die Cyclisierungstendenz von C-terminalen Peptidaldehyden wurde im Rahmen des cyclischen Hexapeptids Segetalin A NMR-spektroskopisch untersucht und entgegen der erwarteten Kopf-zu-Schwanz-Cyclisierung eine Seitenketten-Cyclisierung ĂŒber das NH-Indol des Tryptophans beobachtet. Neben Segetalin A wurden weitere cyclische Hexapeptide reversibel cyclisiert und deren Strukturen mittels NMR-Spektroskopie analysiert.
Im Gegensatz zur Kopf-zu-Schwanz-Cyclisierung musste fĂŒr die Kopf-zu-Seitenketten-Cyclisierung neue in der Festphasensynthese einsetzbare Bausteine entwickelt und im Multigramm-MaĂstab synthetisiert werden. FĂŒr die reversible Cyclisierung von Peptidaldehyden ĂŒber die Seitenkette der GlutaminsĂ€ure wurden zwei verschiedene Synthesemethoden durchgefĂŒhrt und untersucht. Im Rahmen der ersten Syntheseroute, die auf einem Precursor-basierten Ansatz beruht, wurde eine Synthese der unnatĂŒrlichen AminosĂ€ure Homoallylglycin und dessen Derivate entwickelt und die oxidative Spaltung des terminalen Olefins zum Aldehyd analysiert. Der zweite Syntheseweg beinhaltete die Synthese eines Seitenketten-Dipeptids, bestehend aus GlutaminsĂ€ure und einem geschĂŒtzten Glycinaldehyd oder einem Glycinaldehyd-Precursor in der Seitenkette. Dies vereinfachte die Synthese der Aldehyd-AminosĂ€uren erheblich, fĂŒhrte zu höheren Gesamtausbeuten und ergab ein im Multigramm-MaĂstab herstellbares, stabiles AminosĂ€ure-Derivat.
Die Insertion der synthetischen AminosĂ€ure in Peptide erfolgte mittels manueller und automatisierter Festphasenpeptidsynthese. SĂ€mtliche, auf diese Art hergestellten, Seitenketten-Peptidaldehyde wurden auf ihre Cyclisierungstendenz in wĂ€ssrigem Phosphatpuffer mittels NMR-Spektroskopie analysiert. Die Einstellung des chemischen Gleichgewichts erfolgte bei pH 6.5 in wĂ€ssrigem Phosphatpuffer, wodurch ein schneller H/D-Austausch stattfand und die NMR-Spektren basierend auf der Signalverbreiterung eine geringe QualitĂ€t aufwiesen. Durch reduktive Aminierung wurde die Gleichgewichtsreaktion abgefangen und es konnte gezeigt werden, dass alleine durch intramolekulare Wechselwirkungen keine Lasso-Topologie Ă€hnlich dem Naturstoff erhalten wurde, sondern ausschlieĂlich das cyclisch-verzweigte Peptid. Aufgrund der nicht ausreichenden Vorfaltung innerhalb des linearen Lassopeptids wurde mit Hilfe einer DisulfidbrĂŒcke das C-terminale Ende kovalent an das RĂŒckgrat gebunden, sodass eine mögliche Macrolactamisierung des N-terminalen Rings zu einem korrekt eingefĂ€delten Lassopeptid fĂŒhren sollte. In diesem Fall wurde erneut kein topologisch korrektes Lassopeptid erhalten. Es wurde fĂŒr die reversible Cyclisierung des N-terminalen Rings eine weitere DisulfidbrĂŒcke eingefĂŒhrt, die die Amidbindung ersetzt, aber die native RinggröĂe nicht verĂ€ndert. Durch orthogonal geschĂŒtzte Cysteine, die flexibel in der PrimĂ€rsequenz substituiert wurden, konnten unterschiedliche Disulfidmuster synthetisiert und analysiert werden. Die synthetisierten Di- und Tetrasulfide, welche die höchste Analogie zum nativen Microcin J25 aufwiesen, wurden auf ihre biologische AktivitĂ€t untersucht. Unter Zugabe der synthetischen Peptide wurden Wachstumskurven von gram-negativen Bakterien wie Salmonella paratyphi, Shigella flexneri, EnterohĂ€morrhagische Escherichia coli (EHEC) und Escherichia coli AS19 gemessen und die Wachstums-inhibierende Wirkung analysiert. Im Gegensatz zum nativen Microcin J25 zeigten die in dieser Arbeit synthetisierten Peptide keine ausgeprĂ€gte biologische AktivitĂ€t
La Propiedad Intelectual en Latinoamérica y su Rol en el Desarrollo Económico y Social
This article deals with the establishment and evolution of intellectual property rights in Latin America. It goes through the contexts in which these rights have been in-corporated into the domestic legal framework. Although Latin American economies are more or less fragile from the point of view of intellectual property, the conclusions indicate that there are several challenges to be faced, but that the countries of the region have the potential to overcome them and advance in the protection and use of their intellectual assets
Light-driven chloride transport kinetics of halorhodopsin
Despite growing interest in light-driven ion pumps for use in optogenetics, current estimates of their transport rates span two orders of magnitude due to challenges in measuring slow transport processes and determining protein concentration and/or orientation in membranes in vitro. In this study, we report, to our knowledge, the first direct quantitative measurement of light-driven Cl transport rates of the anion pump halorohodopsin from Natronomonas pharaonis (NpHR). We used light-interfaced voltage clamp measurements on NpHR-expressing oocytes to obtain a transport rate of 219 (± 98) Cl /protein/s for a photon flux of 630 photons/protein/s. The measurement is consistent with the literature-reported quantum efficiency of âŒ30% for NpHR, i.e., 0.3 isomerizations per photon absorbed. To reconcile our measurements with an earlier-reported 20 ms rate-limiting step, or 35 turnovers/protein/s, we conducted, to our knowledge, novel consecutive single-turnover flash experiments that demonstrate that under continuous illumination, NpHR bypasses this step in the photocycle
Zusammenhang zwischen Schadstoffreduktion und Verbrauch direkteinspritzender Pkw-Dieselmotoren
Reversible Cyclisierung von Peptiden â neue Synthesewege fĂŒr Peptidantibiotika
Unter den in der Natur ĂŒblichen KettenmolekĂŒlen fallen Lassopeptide mit ihrer rĂ€umlichen Struktur aus der Rolle. Sie weisen eine cyclische Anordnung auf, die rĂ€umlich einem Lasso gleicht und in der Biosynthese unter Verwendung von Enzymen ausgebildet wird. Die Synthese solcher Strukturen stellt eine groĂe Herausforderung in der organisch-synthetischen Chemie dar und konnte bis heute nicht erfolgreich durchgefĂŒhrt werden. Um die Energiebarriere dieses Cyclisierungsprozesses zu verringern und das VerhĂ€ltnis zwischen Ring und Kette im Gleichgewicht zu analysieren wurde die Cyclisierung reversibel gestaltet. Dies erfolgte mittels der Substitution einer Amidbindung durch eine Imin- oder Oxim-Bindung, welche die irreversible Macrocyclisierung eines Peptids in einen reversiblen Prozess transformiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden bioorthogonale Synthesemethoden fĂŒr C terminale und Seitenketten-Peptidaldehyde entwickelt und die Cyclisierungstendenz dieser Peptide sowie die rĂ€umliche Anordnung der im Gleichgewicht entstehenden Produkte mittels NMR-Spektroskopie in wĂ€ssriger Lösung untersucht. Mittels NMR-basierter, molekularer Modellierung wurden die Peptide analysiert und entsprechende Strukturen berechnet. Die Cyclisierungstendenz von C-terminalen Peptidaldehyden wurde im Rahmen des cyclischen Hexapeptids Segetalin A NMR-spektroskopisch untersucht und entgegen der erwarteten Kopf-zu-Schwanz-Cyclisierung eine Seitenketten-Cyclisierung ĂŒber das NH-Indol des Tryptophans beobachtet. Neben Segetalin A wurden weitere cyclische Hexapeptide reversibel cyclisiert und deren Strukturen mittels NMR-Spektroskopie analysiert. Im Gegensatz zur Kopf-zu-Schwanz-Cyclisierung musste fĂŒr die Kopf-zu-Seitenketten-Cyclisierung neue in der Festphasensynthese einsetzbare Bausteine entwickelt und im Multigramm-MaĂstab synthetisiert werden. FĂŒr die reversible Cyclisierung von Peptidaldehyden ĂŒber die Seitenkette der GlutaminsĂ€ure wurden zwei verschiedene Synthesemethoden durchgefĂŒhrt und untersucht. Im Rahmen der ersten Syntheseroute, die auf einem Precursor-basierten Ansatz beruht, wurde eine Synthese der unnatĂŒrlichen AminosĂ€ure Homoallylglycin und dessen Derivate entwickelt und die oxidative Spaltung des terminalen Olefins zum Aldehyd analysiert. Der zweite Syntheseweg beinhaltete die Synthese eines Seitenketten-Dipeptids, bestehend aus GlutaminsĂ€ure und einem geschĂŒtzten Glycinaldehyd oder einem Glycinaldehyd-Precursor in der Seitenkette. Dies vereinfachte die Synthese der Aldehyd-AminosĂ€uren erheblich, fĂŒhrte zu höheren Gesamtausbeuten und ergab ein im Multigramm-MaĂstab herstellbares, stabiles AminosĂ€ure-Derivat. Die Insertion der synthetischen AminosĂ€ure in Peptide erfolgte mittels manueller und automatisierter Festphasenpeptidsynthese. SĂ€mtliche, auf diese Art hergestellten, Seitenketten-Peptidaldehyde wurden auf ihre Cyclisierungstendenz in wĂ€ssrigem Phosphatpuffer mittels NMR-Spektroskopie analysiert. Die Einstellung des chemischen Gleichgewichts erfolgte bei pH 6.5 in wĂ€ssrigem Phosphatpuffer, wodurch ein schneller H/D-Austausch stattfand und die NMR-Spektren basierend auf der Signalverbreiterung eine geringe QualitĂ€t aufwiesen. Durch reduktive Aminierung wurde die Gleichgewichtsreaktion abgefangen und es konnte gezeigt werden, dass alleine durch intramolekulare Wechselwirkungen keine Lasso-Topologie Ă€hnlich dem Naturstoff erhalten wurde, sondern ausschlieĂlich das cyclisch-verzweigte Peptid. Aufgrund der nicht ausreichenden Vorfaltung innerhalb des linearen Lassopeptids wurde mit Hilfe einer DisulfidbrĂŒcke das C-terminale Ende kovalent an das RĂŒckgrat gebunden, sodass eine mögliche Macrolactamisierung des N-terminalen Rings zu einem korrekt eingefĂ€delten Lassopeptid fĂŒhren sollte. In diesem Fall wurde erneut kein topologisch korrektes Lassopeptid erhalten. Es wurde fĂŒr die reversible Cyclisierung des N-terminalen Rings eine weitere DisulfidbrĂŒcke eingefĂŒhrt, die die Amidbindung ersetzt, aber die native RinggröĂe nicht verĂ€ndert. Durch orthogonal geschĂŒtzte Cysteine, die flexibel in der PrimĂ€rsequenz substituiert wurden, konnten unterschiedliche Disulfidmuster synthetisiert und analysiert werden. Die synthetisierten Di- und Tetrasulfide, welche die höchste Analogie zum nativen Microcin J25 aufwiesen, wurden auf ihre biologische AktivitĂ€t untersucht. Unter Zugabe der synthetischen Peptide wurden Wachstumskurven von gram-negativen Bakterien wie Salmonella paratyphi, Shigella flexneri, EnterohĂ€morrhagische Escherichia coli (EHEC) und Escherichia coli AS19 gemessen und die Wachstums-inhibierende Wirkung analysiert. Im Gegensatz zum nativen Microcin J25 zeigten die in dieser Arbeit synthetisierten Peptide keine ausgeprĂ€gte biologische AktivitĂ€t
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