synthesis of carbohydrate derivates, poly-β-(1→6)-N-acetyl glucosamine, glycoconjugate, synthetic vaccine
Discipline
Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)
100 %
Ortelius classification: Carbon chemistry
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Department of Nuclear Medicine (University of Debrecen)
Starting date
2008-04-01
Closing date
2013-03-31
Funding (in million HUF)
11.969
FTE (full time equivalent)
1.72
state
closed project
Summary in Hungarian
Az elmúlt néhány évtizedben a Staphylococcusok váltak a legmeghatározóbb mikroorganizmusokká, amelyek felelősek a különböző implantátumok és orvosi eszközök által okozott fertőzésekért. Az antibiotikumokkal szemben kialakult rezisztenciájuk miatt a megelőzés lehetne alternatív stratégia a kórokozók ellen. Staphylococcus aureus és S. epidermidis fertőzések esetében egyik virulens faktor a poli-β-(1→6)-N-acetil glükózamin (PNAG) sejtfelszíni poliszacharid antigén. Állatkísérletek során bizonyítást nyert, hogy tisztított PNAG védő immunitást nyújt a S. aureus és S. epidermidis ellen is, ezért potenciális vakcina jelöltnek javasolják a Staphylococcus fertőzésekkel szemben. Kutatásunk célja PNAG oligoszacharid sorozatának szintézise megfelelő spacerrel, majd a szintetikus oligoszacharidok fehérje konjugátumainak előállítása immunológiai sajátságaik vizsgálatának céljából.
Summary
In the last few decades staphylococci have become the most prominent organisms that are responsible for infections associated with implanted biomaterials and medical devices. Because of their resistance to most antibiotics, prevention may be alternative strategy against pathogens. Poly-β-(1→6)-N-acetyl glucosamine surface polysaccharide antigen (PNAG) is a virulence factor for both Staphylococcus aureus and S. epidermidis infections. Animal studies have shown purified PNAG can elicit protective immunity against both S. aureus and S. epidermidis, suggesting that PNAG is a potential vaccine candidate for staphylococci. Our goal is to synthesize oligosaccharide series of PNAG with spacer and prepare the protein conjugates of synthetic oligosaccharides for evaluation of their immunogenicity.
Final report
Results in Hungarian
Staphylococcusok a fő kórokozói a nozokomiális fertőzéseknek. A poli-béta-(1-6)-N-acetil glükózamin (PNAG) sejtfelszíni poliszacharid antigén a Staphylococcus aureus és S. epidermidis fertőzések egyik virulens faktora és ezen baktériumok biofilm mátrixának fő komponense. Először szintetikus utat dolgoztunk ki 2-ftálimido csoportottal rendelkező tioglükozidok előállítására, amelyek ideiglenes védőcsoportként klóracetil csoportot, valamint állandó védőcsoportként acetil csoport tartalmaztak. Ezeket a kulcs intermediereket brómozással donorrá, valamint a terminális primer hidroxil csoport szelektiv felszabadításával akceptorrá alakítottuk. A nagyobb tagszámú oligoszacharidok előállítására blokkszintéziseket alkalmaztunk. Leírtuk a béta-(1-6) interglikozidos kötés tartalmazó, valamint feniltio aglikonnal rendelkező N-acetil-glükózamin oligoszacharid sorozat szintézisét, melyekkel elvégeztük a staphylococcusok biofilmjét oldó képességgel rendelkező Dispersin B enzim szubsztrát specifitásának a vizsgálatát. (Carbohydr. Res. 346, 1445, (2011)) A BSA-hoz történő konjugálási lépés tanulmányozásához előállítottunk formil-heptil aglikonnal rendelkező maltóz származékot, majd elvégeztük a kapott glikokonjugátumok immunológiai vizsgálatát. (Electrophoresis, közlésre elfogadva) Megvalósítottuk a PNGA di-, tetra-, hexaszacharid fragmensének a szintézisét formil-heptil aglikonnal, majd az oligoszacharidokat BSA-hoz konjugáltuk reduktív aminálással. (Glycoconjugate J., közlésre benyújtva)
Results in English
Staphylococci are major causes of nosocomial infections. Poly-beta-(1-6)-N-acetyl glucosamine surface polysaccharide antigen (PNAG) is a virulence factor for both S. aureus and S. epidermidis infections and a major component of the biofilm matrix of these pathogens. First, we have developed a synthetic route for the synthesis of 2-phthalimido-containing thioglucosides equipped with monochloroacetate ester as temporary protecting group and acetate esters as permanent protecting groups. These key-intermediates were transformed either to a donor by bromination or to an acceptor by selective liberation of the terminal primary hydroxyl group. We have used blocksyntheses for the preparation of higher membered oligosaccharides. We have described the synthesis of beta-(1-6)-linked N-acetyl-glucosamine oligosaccharide series with phenylthio aglycone (from disaccharide to pentasaccharide) and their application to investigate the substrate specificity of Dispersin B enzyme which exhibits staphylococcal biofilm detachment activity. (Carbohydr. Res. 346, 1445-1453, (2011)) We have realized the synthesis of maltose bearing formyl heptyl aglycone to investigate the conjugation process to BSA by reductive amination and the immunogenecity of the obtained neoglycoproteins. (Electrophoresis, in press) We have achieved the preparation of di-, tetra- and hexasaccharide fragments of PNAG with formyl-heptyl aglycone and their attachment to BSA by reductive amination. (Glycoconjugate J., submitted)
Decision
Yes
List of publications
A. Fekete, A. Borbás, S. Antus, A. Lipták: Synthesis of 3,6-branched arabinogalactan-type tetra- and hexasaccharides for characterization of monoclonal antibodies, Carbohydr. Res., 344, 1434-1441, 2009
A. Fekete, A. Borbás, Gy. Gyémánt, L. Kandra, E. Fazekas, N. Ramasubbu, S. Antus: Synthesis of β(1,6)-linked N-acetyl-D-glucosamine oligosaccharide substrates and their hydrolysis by Dispersin B, Carbohydr. Res., 346, 1445-1453, 2011
M. Kerékgyártó, A. Fekete, Z. Szurmai, J. Kerékgyártó, L. Takács, I. Kurucz, A. Guttman: NEOGLYCOPROTEINS AS CARBOHYDRATE ANTIGENS: Synthesis, Analysis and Polyclonal Antibody Response, Electrophoresis, közlésre elfogadva, 2013
A. Fekete, D. Eszenyi, M. Herczeg, V. Pozsgay, A. Borbás: Preparation of synthetic oligosaccharide-protein conjugates of poly-β-(1→6)-N-acetyl glucosamine, Glycoconj. J., közlésre benyújtva, 2013
Events of the project
2020-02-17 10:21:45
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: TTK Szerves Kémiai Tanszék (Debreceni Egyetem), Új kutatóhely: ÁOK Orvosi Képalkotó Intézet, Nukleáris Medicina Tanszék (Debreceni Egyetem).
2012-07-24 13:37:04
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: MTA-DE Szénhidrát-kémiai Kutatócsoport (Debreceni Egyetem), Új kutatóhely: TTK Szerves Kémiai Tanszék (Debreceni Egyetem).
