Wissenschaftsdisziplinen
Chemie (80%); Gesundheitswissenschaften (20%)
Keywords
-
Chlamydia,
Endotoxin,
Antigen,
Antibody,
Lipopolysaccharide,
Crystal structure
Chlamydien sind intrazelluläre bakterielle Parasiten die eine Vielzahl von akuten und chronischen Erkrankungen auslösen. So sind rd. 500 Millionen in Ländern der Dritten Welt von Infektionen durch C.trachomatis betroffen, die das Trachom des Auges und nachfolgende Erblindung auslösen können, während C.trachomatis in Industriestaaten vor allem bei Genitalinfektionen häufig diagnostiziert werden. Im letzten Jahrzehnt ist eine Spezies der Chlamydien (C.pneumoniae) durch die Assoziation mit koronaren Herzerkrankungen und Arteriosklerose in den Mittelpunkt der Infektionsbiologie gerückt. Oberflächenstrukturen der Chlamydien spielen eine wichtige Rolle in den unterschiedlichen Phasen des komplexen Entwicklungszyklus der Chlamydien. Neben wichtigen Proteinbestandteilen ist ein Hauptantigen ein allen Chlamydien gemeinsames Glykolipid, das sowohl für Chlamydienspezifität als auch für immunologische Kreuzreaktionen mit anderen bakteriellen Erregern verantwortlich ist. In Vorarbeiten wurden die Röntgenstrukturen zweier Antikörper im Komplex mit den Kohlenhydraten ermittelt, womit ein definiertes Modell im molekularen Detail zur Verfügung steht um sowohl generell die Wechselwirkung von Proteinen mit geladenen Kohlenhydratliganden zu untersuchen sowie ein tieferes Verständnis zu erhalten wie Antikörper allgemein verbreitete bakterielle Kohlenhydratliganden binden. Inhalt des Projekts ist die chemische Synthese von Kohlenhydratanalogen die im Bindungszentrum der Antikörper spezifische ionische Wechselwirkungen ermöglichen sollen. Damit sollte die Bindungsaffinität von Disaccharidliganden verstärkt werden und das native Trisaccharid-epitop der Chlamydien simuliert werden. Dieses ist überdies potentiell in der Lage intramolekulare Esterbindungen einzugehen, über deren immunbiologische Funktion bei Chlamydien nichts bekannt ist. Auch diese Strukturmerkmale sollen chemisch nachgebaut werden, um in der Folge spezifische Antikörper herzustellen, diese im Bindungsverhalten zu charakterisieren und das Vorkommen solcher Antikörperspezifitäten im Serum nachzuweisen. Das Projekt beinhaltet neben der chemischen Synthese immunchemische, kristallographische und NMR- Untersuchungen, die im Rahmen internationaler Kooperationen durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen die Wissensbasis zu Kohlenhydrat-Antikörpern und zur Immunantwort bei akuten und chronischen Chlamydieninfektionen erweitern. Die Antikörper selbst werden auf ihre Applikationsmöglichkeiten in der Diagnose und bezüglich der neutralisierenden Wirkung getestet werden, während die Liganden per se auch potentiell zur Enfernung circulierender Immun-komplexe dienen können.
Chlamydien sind intrazelluläre bakterielle Parasiten die eine Vielzahl von akuten und chronischen Erkrankungen auslösen. So sind rd. 500 Millionen in Ländern der Dritten Welt von Infektionen durch C.trachomatis betroffen, die das Trachom des Auges und nachfolgende Erblindung auslösen können, während C.trachomatis in Industriestaaten vor allem bei Genitalinfektionen häufig diagnostiziert werden. Im letzten Jahrzehnt ist eine Spezies der Chlamydien (C.pneumoniae) durch die Assoziation mit koronaren Herzerkrankungen und Arteriosklerose in den Mittelpunkt der Infektionsbiologie gerückt. Oberflächenstrukturen der Chlamydien spielen eine wichtige Rolle in den unterschiedlichen Phasen des komplexen Entwicklungszyklus der Chlamydien. Neben wichtigen Proteinbestandteilen ist ein Hauptantigen ein allen Chlamydien gemeinsames Glykolipid, das sowohl für Chlamydienspezifität als auch für immunologische Kreuzreaktionen mit anderen bakteriellen Erregern verantwortlich ist. In Vorarbeiten wurden die Röntgenstrukturen zweier Antikörper im Komplex mit den Kohlenhydraten ermittelt, womit ein definiertes Modell im molekularen Detail zur Verfügung steht um sowohl generell die Wechselwirkung von Proteinen mit geladenen Kohlenhydratliganden zu untersuchen sowie ein tieferes Verständnis zu erhalten wie Antikörper allgemein verbreitete bakterielle Kohlenhydratliganden binden. Inhalt des Projekts ist die chemische Synthese von Kohlenhydratanalogen die im Bindungszentrum der Antikörper spezifische ionische Wechselwirkungen ermöglichen sollen. Damit sollte die Bindungsaffinität von Disaccharidliganden verstärkt werden und das native Trisaccharid-epitop der Chlamydien simuliert werden. Dieses ist überdies potentiell in der Lage intramolekulare Esterbindungen einzugehen, über deren immunbiologische Funktion bei Chlamydien nichts bekannt ist. Auch diese Strukturmerkmale sollen chemisch nachgebaut werden, um in der Folge spezifische Antikörper herzustellen, diese im Bindungsverhalten zu charakterisieren und das Vorkommen solcher Antikörperspezifitäten im Serum nachzuweisen. Das Projekt beinhaltet neben der chemischen Synthese immunchemische, kristallographische und NMR-Untersuchungen, die im Rahmen internationaler Kooperationen durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen die Wissensbasis zu Kohlenhydrat-Antikörpern und zur Immunantwort bei akuten und chronischen Chlamydieninfektionen erweitern. Die Antikörper selbst werden auf ihre Applikationsmöglichkeiten in der Diagnose und bezüglich der neutralisierenden Wirkung getestet werden, während die Liganden per se auch potentiell zur Enfernung circulierender Immun-komplexe dienen können.
- Helmut Brade, Forschungszentrum Borstel - Deutschland
- Thomas Peters, Medizinische Universität zu Lübeck - Deutschland
- Stephen V. Evans, University of Victoria - Kanada
Research Output
- 227 Zitationen
- 14 Publikationen
-
2012
Titel Exploring the cross-reactivity of S25-2: complex with a 5,6-dehydro-Kdo disaccharide DOI 10.1107/s1744309112047422 Typ Journal Article Autor Brooks C Journal Acta Crystallographica Section F: Structural Biology and Crystallization Communications Seiten 2-5 Link Publikation -
2011
Titel A Common NH53K Mutation in the Combining Site of Antibodies Raised against Chlamydial LPS Glycoconjugates Significantly Increases Avidity DOI 10.1021/bi101886v Typ Journal Article Autor Blackler R Journal Biochemistry Seiten 3357-3368 -
2011
Titel Structural insights into parallel strategies for germline antibody recognition of lipopolysaccharide from Chlamydia DOI 10.1093/glycob/cwr041 Typ Journal Article Autor Evans D Journal Glycobiology Seiten 1049-1059 Link Publikation -
2011
Titel Antibody Recognition of Chlamydia LPS: Structural Insights of Inherited Immune Responses DOI 10.1007/978-3-7091-0870-3_4 Typ Book Chapter Autor Blackler R Verlag Springer Nature Seiten 75-120 -
2010
Titel Chapter 24 Chemical synthesis of the core oligosaccharide of bacterial lipopolysaccharide DOI 10.1016/b978-0-12-374546-0.00024-9 Typ Book Chapter Autor Kosma P Verlag Elsevier Seiten 429-454 -
2009
Titel The role of CDR H3 in antibody recognition of a synthetic analog of a lipopolysaccharide antigen DOI 10.1093/glycob/cwp150 Typ Journal Article Autor Brooks C Journal Glycobiology Seiten 138-147 Link Publikation -
2009
Titel Synthesis and antigenic properties of C-7-modified Kdo mono- and disaccharide ligands and Kdo disaccharide interresidue lactones DOI 10.1016/j.carres.2009.06.015 Typ Journal Article Autor Sixta G Journal Carbohydrate Research Seiten 1660-1669 -
2009
Titel Antibodies Raised Against Chlamydial Lipopolysaccharide Antigens Reveal Convergence in Germline Gene Usage and Differential Epitope Recognition DOI 10.1021/bi9011308 Typ Journal Article Autor Brooks C Journal Biochemistry Seiten 570-581 Link Publikation -
2009
Titel Analysis of cross-reactive and specific anti-carbohydrate antibodies against lipopolysaccharide from Chlamydophila psittaci DOI 10.1093/glycob/cwp198 Typ Journal Article Autor Gerstenbruch S Journal Glycobiology Seiten 461-472 Link Publikation -
2009
Titel Synthesis of a neoglycoconjugate containing a Chlamydophila psittaci-specific branched Kdo trisaccharide epitope DOI 10.1016/j.carres.2009.12.015 Typ Journal Article Autor Kosma P Journal Carbohydrate Research Seiten 704-708 -
2008
Titel Exploration of Specificity in Germline Monoclonal Antibody Recognition of a Range of Natural and Synthetic Epitopes DOI 10.1016/j.jmb.2008.01.018 Typ Journal Article Autor Brooks C Journal Journal of Molecular Biology Seiten 450-468 -
2007
Titel Investigation on the agonistic and antagonistic biological activities of synthetic Chlamydia lipid A and its use in in vitro enzymatic assays DOI 10.1177/0968051907079122 Typ Journal Article Autor Heine H Journal Journal of Endotoxin Research Seiten 126-132 Link Publikation -
2006
Titel Synthesis of spacer-containing chlamydial disaccharides as analogues of the a-Kdop-(2?8)-a-Kdop-(2?4)-a-Kdop trisaccharide epitope DOI 10.1016/j.carres.2006.08.003 Typ Journal Article Autor Sixta G Journal Carbohydrate Research Seiten 576-585 -
2005
Titel A monoclonal antibody against a carbohydrate epitope in lipopolysaccharide differentiates Chlamydophila psittaci from Chlamydophila pecorum, Chlamydophila pneumoniae, and Chlamydia trachomatis DOI 10.1093/glycob/cwj055 Typ Journal Article Autor Müller-Loennies S Journal Glycobiology Seiten 184-196 Link Publikation