@phdthesis{Dai2018,
  author    = {Dai, Xiaolin},
  title     = {Synthesis of artificial building blocks for sortase-mediated ligation and their enzymatic linkage},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-420060},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XIV, 125},
  year      = {2018},
  abstract  = {Das Enzym Sortase A katalysiert die Bildung einer Peptidbindung zwischen der Erkennungssequenz LPXTG und einem Oligoglycin. W{\"a}hrend vielf{\"a}ltige Ligationen zwischen Proteinen und verschiedenen Biomolek{\"u}len, Proteinen und kleinen synthetischen Molek{\"u}len, sowie Proteinen und Oberfl{\"a}chen durchgef{\"u}hrt wurden, besteht das Ziel dieser Arbeit darin, die Sortase-katalysierte Verlinkung von synthetischen Bausteinen zu untersuchen. Dies k{\"o}nnte den Weg bereiten f{\"u}r die Anwendung von Sortase A f{\"u}r chemische Aufgabenstellungen und eventuell sogar in den Materialwissenschaften. F{\"u}r diese grunds{\"a}tzliche Untersuchung wurden die verwendeten Bausteine zun{\"a}chst so einfach wie m{\"o}glich gehalten und leicht zug{\"a}ngliche SiO2 Nanopartikel und kommerziell erh{\"a}ltliche Polymerbl{\"o}cke ausgew{\"a}hlt. Die Bausteine wurden als erstes mit den Peptidsequenzen f{\"u}r Sortase-vermittelte Ligationen funktionalisiert. SiO2 Nanopartikel wurden mit Durchmessern von 60 und 200 nm hergestellt und mit C=C Doppelbindungen oberfl{\"a}chenmodifiziert. Dann wurden Peptide mit einem terminalen Cystein kovalent durch eine Thiol-en Reaktion angebunden. An die 60 nm NP wurden Peptide mit einem Pentaglycin und an die 200 nm Partikel Peptide mit LPETG Sequenz gebunden. Auf die gleiche Art und Weise wurden Peptide mit terminalem Cystein an die Polymere Polyethylenglykol (PEG) und Poly(N Isopropylacrylamid) (PNIPAM), die beide {\"u}ber C=C Endgruppen verf{\"u}gen, gebunden und G5-PEG und PNIPAM-LPETG Konjugate erhalten. Mit den vier Bausteinen wurden nun durch Sortase-vermittelte Ligation NP-Polymer Hybride, NP-NP und Polymer-Polymer Strukturen hergestellt und die Produkte u. a. durch Transmissionselektronen-mikroskopie, MALDI-ToF Massenspektrometrie sowie Dynamische Lichtstreuung charakterisiert. Die Verlinkung dieser synthetischen Bausteine konnte eindeutig gezeigt werden. Das Verwenden von kommerziell erh{\"a}ltlichen Polymeren hat jedoch zu einem Gemisch der Polymer-Peptid Konjugate mit unmodifiziertem Polymer gef{\"u}hrt, welches nicht gereinigt werden konnte. Deswegen wurden anschließend Synthesestrategien f{\"u}r reine Peptid-Polymer und Polymer-Peptid Konjugate als Bausteine f{\"u}r Sortase-vermittelte Ligationen entwickelt. Diese basieren auf der RAFT Polymerisation mit CTAs, die entweder an N- oder C-Terminus eines Peptids gebunden sind. GG-PNIPAM wurde durch das Anbinden eines geeigneten RAFT CTAs an Fmoc-GG in einer Veresterungsreaktion, Polymerisation von NIPAM und Abspalten der Fmoc Schutzgruppe synthetisiert. Weiterhin wurden mehrere Peptide durch Festphasen-Peptidsynthese erhalten. Die Anbindung eines RAFT CTAs (oder eines Polymerisationsinitiators) an den N-Terminus eines Peptids kann automatisiert als letzter Schritt in einem Peptid-Synthetisierer erfolgen. Die Synthese eines solchen Konjugats konnte in dem Zeithorizont dieser Arbeit noch nicht erreicht werden. Jedoch existieren mehrere vielversprechende Strategien, um diesen Ansatz mit verschiedenen Kopplungsreagenzien zur Anbindung des CTAs fortzusetzen. Solche Polymer Bausteine k{\"o}nnen in Zukunft f{\"u}r die Synthese von Protein-Polymer Konjugaten durch Sortase-Katalyse verwendet werden. Außerdem kann der Ansatz auch f{\"u}r die Synthese von Block-Copolymeren aus Polymerbl{\"o}cken mit Peptidmotiven an beiden Enden ausgebaut werden. Auch wenn bei der grunds{\"a}tzlichen Untersuchung im Rahmen dieser Arbeit Hybridstrukturen hergestellt wurden, die auch durch traditionelle chemische Synthesen erhalten werden k{\"o}nnten, wird ein Bausatz solcher Bausteine in Zukunft die Synthese neuer Materialien erm{\"o}glichen und kann auch den Weg f{\"u}r die Anwendung von Enzymen in den Materialwissenschaften ebnen. In Erg{\"a}nzung zu Nanopartikeln und Block-Copolymeren k{\"o}nnen dann auch Hybridmaterialien unter Einbezug von Protein-basierten Bausteinen hergestellt werden. Daher k{\"o}nnten Sortase Enzyme zu einem Werkzeug werden, welches etablierte chemische Verlinkungstechniken erg{\"a}nzt und mit den hoch spezifischen Peptidmotiven {\"u}ber funktionale Einheiten verf{\"u}gt, die orthogonal zu allen chemischen Gruppen sind.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Tang2022,
  author    = {Tang, Jo Sing Julia},
  title     = {Biofunctional polymers for medical applications},
  doi       = {10.25932/publishup-56363},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-563639},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {III, 150, V},
  year      = {2022},
  abstract  = {Carbohydrates are found in every living organism, where they are responsible for numerous, essential biological functions and processes. Synthetic polymers with pendant saccharides, called glycopolymers, mimic natural glycoconjugates in their special properties and functions. Employing such biomimetics furthers the understanding and controlling of biological processes. Hence, glycopolymers are valuable and interesting for applications in the medical and biological field. However, the synthesis of carbohydrate-based materials can be very challenging. In this thesis, the synthesis of biofunctional glycopolymers is presented, with the focus on aqueous-based, protecting group free and short synthesis routes to further advance in the field of glycopolymer synthesis. A practical and versatile precursor for glycopolymers are glycosylamines. To maintain biofunctionality of the saccharides after their amination, regioselective functionalization was performed. This frequently performed synthesis was optimized for different sugars. The optimization was facilitated using a design of experiment (DoE) approach to enable a reduced number of necessary experiments and efficient procedure. Here, the utility of using DoE for optimizing the synthesis of glycosylamines is discussed. The glycosylamines were converted to glycomonomers which were then polymerized to yield biofunctional glycopolymers. Here, the glycopolymers were aimed to be applicable as layer-by-layer (LbL) thin film coatings for drug delivery systems. To enable the LbL technique, complimentary glycopolymer electrolytes were synthesized by polymerization of the glycomonomers and subsequent modification or by post-polymerization modification. For drug delivery, liposomes were embedded into the glycopolymer coating as potential cargo carriers. The stability as well as the integrity of the glycopolymer layers and liposomes were investigated at physiological pH range. Different glycopolymers were also synthesized to be applicable as anti-adhesion therapeutics by providing advanced architectures with multivalent presentations of saccharides, which can inhibit the binding of pathogene lectins. Here, the synthesis of glycopolymer hydrogel particles based on biocompatible poly(N-isopropylacrylamide) (NiPAm) was established using the free-radical precipitation polymerization technique. The influence of synthesis parameters on the sugar content in the gels and on the hydrogel morphology is discussed. The accessibility of the saccharides to model lectins and their enhanced, multivalent interaction were investigated. At the end of this work, the synthesis strategies for the glycopolymers are generally discussed as well as their potential application in medicine.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Chea2022,
  author    = {Chea, Sany},
  title     = {Glycomaterials: From synthesis of glycoconjugates to potential biomedical applications},
  doi       = {10.25932/publishup-57424},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-574240},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XVII, 217},
  year      = {2022},
  abstract  = {The importance of carbohydrate structures is enormous due to their ubiquitousness in our lives. The development of so-called glycomaterials is the result of this tremendous significance. These are not exclusively used for research into fundamental biological processes, but also, among other things, as inhibitors of pathogens or as drug delivery systems. This work describes the development of glycomaterials involving the synthesis of glycoderivatives, -monomers and -polymers. Glycosylamines were synthesized as precursors in a single synthesis step under microwave irradiation to significantly shorten the usual reaction time. Derivatization at the anomeric position was carried out according to the methods developed by Kochetkov and Likhorshetov, which do not require the introduction of protecting groups. Aminated saccharide structures formed the basis for the synthesis of glycomonomers in β-configuration by methacrylation. In order to obtain α-Man-based monomers for interactions with certain α-Man-binding lectins, a monomer synthesis by Staudinger ligation was developed in this work, which also does not require protective groups. Modification of the primary hydroxyl group of a saccharide was accomplished by enzyme-catalyzed synthesis. Ribose-containing cytidine was transesterified using the lipase Novozym 435 and microwave irradiation. The resulting monomer synthesis was optimized by varying the reaction partners. To create an amide bond instead of an ester bond, protected cytidine was modified by oxidation followed by amide coupling to form the monomer. This synthetic route was also used to isolate the monomer from its counterpart guanosine. After obtaining the nucleoside-based monomers, they were block copolymerized using the RAFT method. Pre-synthesized pHPMA served as macroCTA to yield cytidine- or guanosine-containing block copolymer. These isolated block copolymers were then investigated for their self-assembly behavior using UV-Vis, DLS and SEM to serve as a potential thermoresponsive drug delivery system.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{SchulteOsseili2019,
  author    = {Schulte-Osseili, Christine},
  title     = {Vom Monomer zum Glykopolymer},
  doi       = {10.25932/publishup-43216},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-432169},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xiii, 149},
  year      = {2019},
  abstract  = {Glykopolymere sind synthetische und nat{\"u}rlich vorkommende Polymere, die eine Glykaneinheit in der Seitenkette des Polymers tragen. Glykane sind durch die Glykan-Protein-Wechselwirkung verantwortlich f{\"u}r viele biologische Prozesse. Die Beteiligung der Glykanen in diesen biologischen Prozessen erm{\"o}glicht das Imitieren und Analysieren der Wechselwirkungen durch geeignete Modellverbindungen, z.B. der Glykopolymere. Dieses System der Glykan-Protein-Wechselwirkung soll durch die Glykopolymere untersucht und studiert werden, um die spezifische und selektive Bindung der Proteine an die Glykopolymere nachzuweisen. Die Proteine, die in der Lage sind, Kohlenhydratstrukturen selektiv zu binden, werden Lektine genannt. In dieser Dissertationsarbeit wurden verschiedene Glykopolymere synthetisiert. Dabei sollte auf einen effizienten und kosteng{\"u}nstigen Syntheseweg geachtet werden. Verschiedene Glykopolymere wurden durch funktionalisierte Monomere mit verschiedenen Zuckern, wie z.B. Mannose, Laktose, Galaktose oder N-Acetyl-Glukosamin als funktionelle Gruppe, hergestellt. Aus diesen funktionalisierten Glykomonomeren wurden {\"u}ber ATRP und RAFT-Polymerisation Glykopolymere synthetisiert. Die erhaltenen Glykopolymere wurden in Diblockcopolymeren als hydrophiler Block angewendet und die Selbstassemblierung in w{\"a}ssriger L{\"o}sung untersucht. Die Polymere formten in w{\"a}ssriger L{\"o}sung Mizellen, bei denen der Zuckerblock an der Oberfl{\"a}che der Mizellen sitzt. Die Mizellen wurden mit einem hydrophoben Fluoreszenzfarbstoff beladen, wodurch die CMC der Mizellenbildung bestimmt werden konnte. Außerdem wurden die Glykopolymere als Oberfl{\"a}chenbeschichtung {\"u}ber „Grafting from" mit SI-ATRP oder {\"u}ber „Grafting to" auf verschiedene Oberfl{\"a}chen gebunden. Durch die glykopolymerbschichteten Oberfl{\"a}chen konnte die Glykan Protein Wechselwirkung {\"u}ber spektroskopische Messmethoden, wie SPR- und Mikroring Resonatoren untersucht werden. Hierbei wurde die spezifische und selektive Bindung der Lektine an die Glykopolymere nachgewiesen und die Bindungsst{\"a}rke untersucht. Die synthetisierten Glykopolymere k{\"o}nnten durch Austausch der Glykaneinheit f{\"u}r andere Lektine adressierbar werden und damit ein weites Feld an anderen Proteinen erschließen. Die biovertr{\"a}glichen Glykopolymere w{\"a}ren alternativen f{\"u}r den Einsatz in biologischen Prozessen als Transporter von Medikamenten oder Farbstoffe in den K{\"o}rper. Außerdem k{\"o}nnten die funktionalisierten Oberfl{\"a}chen in der Diagnostik zum Erkennen von Lektinen eingesetzt werden. Die Glykane, die keine selektive und spezifische Bindung zu Proteinen eingehen, k{\"o}nnten als antiadsorptive Oberfl{\"a}chenbeschichtung z.B. in der Zellbiologie eingesetzt werden.},
  language  = {de}
}