Untersuchung der Eignung von Triazin- und Boronsäureliganden für affinitätsbasierte Verfahren

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung affinitatsbasierter Verfahren zur Aufreinigung von Wertstoffen (Glycoproteine, Kohlenhydrate) sowie zur Anreicherung von Schadstoffen (Benzotriazole) mit Hilfe synthetischer Boronsaure- und Triazinliganden. Die Eignung von Boronsaureliganden zur Wertstoffaufreinigung wird mit Glycoproteinen und dem Enzym Benzoylformiatdecarboxylase (BFD) untersucht, wobei m-Aminophenylboronsaure (ABA) als Ligand angewendet wird. Neben kommerziell erhaltlichen ABA-Adsorbentien wird zusatzlich die Immobilisierung an einem Polymertrager beschrieben. ABA interagiert selektiv uber kovalente Wechselwirkungen mit Kohlenhydraten und anderen Glycoverbindungen. Jedoch zeigte sich, dass komplexe Gemische einen masgeblichen Einfluss auf den Aufreinigungserfolg haben. Aus dem auserst komplexen Fluid Blutplasma ist ABA beispielsweise nicht in der Lage Glycoproteine anzureichern. Weniger komplexe synthetische Proteingemische liefern analoge Ergebnisse. Zur Anreicherung von BFD aus einem Fermentationsaufschluss wurde ein sogenanntes ligandvermitteltes Affinitatsseparationsverfahren entwickelt. Fur die biologische Funktion benotigt BFD den Cofaktor Thiaminpyrophosphat (TPP). Bedingungen wurden gefunden um TPP mit hohen Ausbeuten an einem ABA-Trager temporar zu immobilisieren. Die starke Enzym-Cofaktor-Wechselwirkung ermoglicht den Einsatz des TPP-ABA-Adsorbens zur Affinitatsseparation von BFD. Es wurde nachgewiesen, dass ein Aufreinigungseffekt eingetreten ist, jedoch nicht in dem Mase wie erwunscht. Durch die direkte Immobilisierung von TPP an einen Polymertrager kann eine deutlich hohere Aufreinigung erzielt werden. Zur Wertstoffaufreinigung mittels glycoselektiven Triazinliganden wurden diese synthetisiert, strukturell charakterisiert, auf dem Tragermaterial Silica sowie auf Sensorchips fur Surface Plasmon Resonance-Anwendungen (SPR) immobilisiert. Durchgefuhrte Interaktionsstudien offenbaren den unspezifischen Charakter der Wechselwirkung zwischen ausgewahlten Glycoproteinen und den Triazinliganden. Jedoch konnten insbesondere Kohlenhydrate aus organischen Losungsmitteln aufkonzentriert werden. Diese Anwendung ist vielversprechend, da Triazinliganden im Gegensatz zu Lektinen, die als Liganden in der Affinitatsseparation fur Glycostrukturen eingesetzt werden, den Vorteil der Stabilitat in organischen Losungsmitteln bieten. Des Weiteren wurde untersucht, ob sich Triazinliganden fur die Schadstoffanreicherung bzw. als Erkennungselemente fur chemische Sensoren eignen. Eine Vorauswahl verschiedener Liganden wurde mittels rechnergestutzter Verfahren durchgefuhrt. Geeignete Kandidaten wurden synthetisiert. Nach Immobilisierung auf Silica konnte 1H-Benzotriazol durch einen der Liganden selektiv adsorbiert werden. Dieser Ligand stellt einen potentiellen Rezeptor dar, mit dessen Hilfe ein chemischer Sensor oder ein Anreicherungsverfahren fur 1H-Benzotriazol entwickelt werden kann.