C10-Struktur der Glykosphingolipide
und ihre Wechselwirkungen mit Adhäsionsmolekülen

Glykosphingolipide (GSL) sind als Bestandteile der biologischen Membranen für die zahlreichen Wechsel-wirkungen der Zelle verantwortlich. Die GSL Moleküle entahlten eine Oligosaccharidkette, die an den Lipidteil, den Ceramid, kovalent verknüpft ist. Die Klassifizierung der mehr als 400 bisher bekannten GSL wurde nach ihrer Kohlenhydratstruktur vorgenommen, da diese als Determinante für deren biologische Funktion als Zell-Differenzierungsmarker in Embryogenese und Oncogenese, als A,B,O-, Lewis, und p/P-Blutgruppen-Antigene, als Toxin-Rezeptoren, als Liganden für endogene Lektine, identifiziert wurde. In dem vorliegenden Projekt sollten die Strukturen der GSL aus der Leber und Endothel durch eine neuartige mikroanalytische Strategie charakterisiert werden und ihre Strukturen mit den im Endothelium stattfindenden Prozessen korreliert werden. Die molekularen Grundlagen der Beteiligung von Kohlenhydratstrukturen als Liganden für Adhäsionsmoleküle sollen erforscht werden. Neue Strategien der Mikromassenspektrometrie für Studien der Primärstruktur von Antigenen und Liganden, sowie für ihre nicht-kovalenten Wechselwirkungen werden entwickelt. Die Technologie zur direkten Desorption von GSL Komponenten aus dem Gewebe mit Matrix-Assisted-Laser-Desorption-Ionisation Massenspektrometrie (MALDI-MS) soll erprobt werden. Die Bedingungen zur Analyse der nicht-kovalenten Kohlenhydrat-Protein-Komplexe aus der Lösung durch Elektrospray-Massenspektrometrie (ESI-MS) und aus der Festphase durch MALDI-MS sollen ausgearbeitet werden. Diese auf massenspektrometrischen Mikromethoden basierte neuartige Strategie könnte grundsätzlich auf die Analyse der beliebigen Substrat-Bibliotheken und auf die Suche nach neuen aktiven Wirkstoffen angewendet werden. Die hier mit biophysikalischen Methoden durchgeführte Grundlagenforschung soll Beiträge bei der Entwicklung von klinischen Konzepten oder bei neuen Pharmaka im Bereich von Entzündung, Gendefekten der Haut oder bei Transplantation liefern.

Beteiligter Wissenschaftler:

Prof. Dr. J. Peter-Katalinic

Veröffentlichungen:

J. Müthing, S. Duvar, D. Heitmann, F.-G. Hanisch, U. Neumann, G. Lochnit, R. Geyer, J. Peter-Katalinic: Isolation and structural characterization of in vitro propagated human umbilical vein endothelial cells. Glycobio-logy, 9 (1999) 459-468.

K. Alving, H. Paulsen, J. Peter-Katalinic: Characterization of O-Glycosylation Sites in MUC-2 Glycopeptides by NanoElectrospray QTOF Mass Spectrometr. J. Mass Spectrom., 34 (1999) 395-407.

S. Schmitt, D. Glebe, K. Alving, T.K. Tolle, M. Lindner, H. Geyer, D. Lindner, J. Peter-Katalinic, W.H. Gerlich, R. Geyer: Analysis of the preS2 N- and O-linked glycans of surface proteins from human hepatitis B virus. J. Biol. Chem., 274 (1999) 11945-11957

G. Lauc, J. Peter-Katalinic, S. Dabelic, M. Flögel: Purification and MALDI-MS characterization of stressin, a stress-associated glycoprotein. Biol. Chem., 380 (1999) 443-450

W. Metelmann, J. Müthing, J. Peter-Katalinic: NanoESI-QTOF MS/MS analysis of a ganglioside mixture from human granulocytes. Rapid Commun. Mass Spec-trom., 14 (2000) in press

A. Zamfir, S. König, J. Althoff, J. Peter-Katalinic: Capillary electrophoresis and off-line CE-ESI-QTOF tandem MS of carbohydrates. J. Chromatogr. A, (2000) in press