SFB 1340 - Matrix in Vision 

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Entschlüsselung der Struktur von Glykosaminoglykanen und ihrer Bindungseigenschaften mit kationischen Metallkomponenten von Bildgebungssonden

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Projektinhalt

Glykosaminoglykane (GAGs) sind eine diverse Klasse von Polysacchariden, die unterschiedlichste Funktionen erfüllen. In Abhängigkeit von ihrer Struktur binden GAGs Metallkomponenten von kationischen Bildgebungssonden mit unterschiedlicher Affinität, was sie zu attraktiven Kandidaten als Zielstrukturen für die In-vivo-Bildgebung von Krankheiten macht. In diesem Projekt werden Methoden der Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie und Gasphasen-Spektroskopie entwickelt, um die Struktur und Kationenbindungsaffinität von GAGs zu charakterisieren. Die gewonnenen Ergebnisse werden zum besseren Verständnis der Rolle von GAGs bei unterschiedlichen Erkrankungen beitragen.

In dieser Grafik wird die Struktur der Glykosaminoglykane dargestellt.
© K. Pagel - FU Berlin
Aktueller Arbeitsablauf zur Depolymerisation, Separation und Charakterisierung von Heparin

Meilensteine und Neuigkeiten

  • Die strukturelle Modularität von Heparansulfat-Diastereomeren wurde mittels kryogener Infrarotspektroskopie untersucht.
  • Die Bindung von Gadolinium an Heparin-Oligosaccharide wurde mittels Massenspektrometrie bestätigt.
  • Die enzymatische Depolymerisation großer Mengen von Glykosaminoglykanen (GAGs) wurde optimiert.
Exemplarisches Infrarotspektrum von einem synthetischen, sulfatierten Hyaluronsäurederivat, die Signale der diagnostischen Gruppen sind farblich gekennzeichnet
  • Die rekombinante Expression von Heparinasen wird in-house durchgeführt.
  • HPLC Methoden zur Reinigung und Separation von Heparin, Hyaluronsäure und Chondroitinsulfat wurden erstellt.
Massenspektrometrischer Nachweis der Transchelierung von Gadolinium (Gd) in Anwesenheit von Glykosaminoglykanen (GAGs)

Unser Team

Projektleitung:
Prof. Dr. rer. nat. Kevin Pagel

Doktoranden (PhD) und Postdoktoranden (PostDoc):
Lukasz Polewski (PhD)
Maike Lettow (PhD)
Dr. Michael Götze (PostDoc)
Dr. Andreas Zappe (PostDoc)

Publikationen

  • Miller RL, Guimond SE, Schwörer R, Zubkova OV, Tyler PC, Xu Y, Liu J, Chopra P, Boons GJ, Grabarics M, Manz C, Hofmann J, Karlsson NG, Turnbull JE, Struwe WB, Pagel K. Shotgun ion mobility mass spectrometry sequencing of heparan sulfate saccharides. Nat Commun. 2020 Mar 20;11(1):1481. doi: 10.1038/s41467-020-15284-y. PMID: 32198425; PMCID: PMC7083916.
  • Lettow M, Grabarics M, Greis K, Mucha E, Thomas DA, Chopra P, Boons GJ, Karlsson R, Turnbull JE, Meijer G, Miller RL, von Helden G, Pagel K. Cryogenic Infrared Spectroscopy Reveals Structural Modularity in the Vibrational Fingerprints of Heparan Sulfate Diastereomers. Anal Chem. 2020 Aug 4;92(15):10228-10232. doi: 10.1021/acs.analchem.0c02048. Epub 2020 Jul 21. PMID: 32658472.
  • Lettow M, Grabarics M, Mucha E, Thomas DA, Polewski Ł, Freyse J, Rademann J, Meijer G, von Helden G, Pagel K. IR action spectroscopy of glycosaminoglycan oligosaccharides. Anal Bioanal Chem. 2020 Jan;412(3):533-537. doi: 10.1007/s00216-019-02327-7. Epub 2019 Dec 18. PMID: 31853603; PMCID: PMC6992547.
  • Lettow M, Greis K, Grabarics M, Horlebein J, Miller RL, Meijer G, von Helden G, Pagel K. Chondroitin Sulfate Disaccharides in the Gas Phase: Differentiation and Conformational Constraints. J Phys Chem A. 2021 May 27;125(20):4373-4379. doi: 10.1021/acs.jpca.1c02463. Epub 2021 May 12. PMID: 33979516.

Förderungen und Auszeichnungen

Projekte