Novel tools for protein analysis and modification - from chemical probes to new ligation methods

Abstract

Die Modifikation von Biomolekülen unter physiologischen Bedingungen ist mittlerweile von zentralem Interresse für die Chemische Biologie. Auf diese Weise gelingt u.a. die Untersuchung der Verteilung dieser Biomoleküle in Organismen, die Erhöhung der Stabilität von therapeutisch bedeutenden Proteinen und die Identifizierung von Protein-Protein Wechselwirkungen etc. Infolgedessen erhöhte sich rapide der Bedarf an chemischen Reagenzien zur selektiven Modifizierung von Biomolekülen. Um die Entwicklung solcher Reagenzien zu beschleuningen, die selektiv mit einer Aminosäureseitenkette im Zielmolekül reagieren, wurde im Rahmen dieser Arbeit auf die Verwendung von Multikomponenten Reaktionen zur Synthese der Reagenzien zurückgegriffen. Des Weiteren wurde neben der Anwendbarkeit der Sakai Reaktion zur Biokonjugation auch das Potential von speziell synthetisierten multifunktionellen chemischen Sonden zur gezielten Anreicherung von Enzymen einer Enzymfamilie untersucht.

Nowadays, the facile modification of biomolecules under near physiological conditions is a focal point of interest in chemical biology, e.g. to track these molecules in living systems, to improve the stability of therapeutic proteins and to map protein-protein interactions, etc. Consequently, the demand of specifically designed small-molecular probes able to react specifically with the biomolecule of interest has become of increasing importance in recent years. To speed up the development of suitable reagents being able to selectively modify certain amino acid residues of proteins, in the present thesis, the synthesis of these chemical probes was accomplished by multicomponent reactions. Furthermore, besides the applicability of the Sakai reaction as new bioconjugation method, the potential of specifically designed multifunctional chemical probes to enrich enzymes with a common function was investigated.