Sensor für Kohlenhydratverbindungen entwickelt „Glycochip“ soll Zuckercode knacken - scinexx | Das Wissensmagazin
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Sensor für Kohlenhydratverbindungen entwickelt

„Glycochip“ soll Zuckercode knacken

Zucker sind nicht nur süß, sie üben auch eine Schlüsselfunktion bei vielen Stoffwechselvorgängen aus. Den komplexen Wechselwirkungen dieser Moleküle sind jetzt Wissenschaftler mithilfe eines Testchips auf der Spur. Mit ihm wollen sie den „Zuckercode“ entschlüsseln und später Verbindungen nachbauen, die sich als medizinische Wirkstoffe eignen.

Zuckerverbindungen, die so genannten Oligosaccharide, sind beim Wachstum und der Wiederherstellung von erkranktem Gewebe, beim Eindringen von Bakterien und Viren und sogar beim Wachstum von Tumorzellen beteiligt. Wie Wächter auf der Zellmembran angesiedelt, können sie eine Vielzahl anderer Moleküle erkennen, Signale weiterleiten und mit anderen Zellen kommunizieren. So können Moleküle an die jeweils passende Struktur andocken und dann zum Beispiel die Membran passieren oder ganze Zellen verbinden.

Neuartige Wirkstoffe möglich

Wenn es gelingt, die wichtigsten Verbindungen ausfindig zu machen und im Labor herzustellen, können daraus in ferner Zukunft neuartige Wirkstoffe, etwa zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten, bei der Wundheilung oder in der Krebstherapie entstehen. Das Glycom, die Gesamtheit aller Zuckerverbindungen in einem Lebewesen, ist daher von hoher medizinischer Bedeutung. Doch bislang ist noch wenig bekannt, welche Funktion einzelne Kohlenhydrate im Körper ausüben.

Dr. Jürgen Seibel, Nachwuchsgruppenleiter am Institut für Technische Chemie der Technischen Universität Braunschweig, will dem abhelfen: Mit seinem Team hat er den „Glycochip“ (Kohlenhydratarray) entwickelt, ein neues Werkzeug, mit dem Oligosaccharide aufgebaut und deren Struktur und Wirkung entschlüsselt werden können.

Matrix als Sensor

Glycochips werden erzeugt, indem an Kunststoff- oder Glasoberflächen räumlich voneinander getrennt Peptid-, Alkohol- oder Kohlenhydratmoleküle befestigt werden. Mit Hilfe von Enzymen werden diese Oberflächen dann „verzuckert“, eine komplexe Kohlenhydratmatrix wird aufgebaut. „Diese Matrix dient als Sensor, um Wechselwirkungen zum Beispiel mit bakteriellen Giften, mit Viren oder gar Tumorzellen aufzudecken“, so Seibel.

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„Zurzeit betrachtet die Forschung die Vorgänge innerhalb einer Zelle vor allem vor dem Hintergrund dessen, was wir über das Erbgut – das Genom – und die Proteinstrukturen wissen. Aber zu einem beträchtlichen Teil regeln auch komplexe Zuckerstrukturen die Kommunikation der Zellen untereinander. Uns fehlten bislang geeignete Werkzeuge, um solche Zucker schnell herzustellen und deren Wechselwirkungen zeitnah identifizieren zu können“, erläutert Seibel. „Mit dem Glycochip können wir jetzt schnelle Rückschlüsse auf ihre Funktion – also den „Zuckercode“ – und somit auf ihren medizinischen Einsatz ziehen.“

(Technische Universität Braunschweig, 24.02.2006 – NPO)

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