Arbeitsgruppe Wittmann
Organische und bioorganische Chemie
Kohlenhydrate dienen in der Natur nicht nur als Energielieferanten. Sie sind an bedeutenden biologischen Erkennungsprozessen beteiligt. Unser Ziel ist, diese Prozesse besser zu verstehen, um sie dann gezielt steuern und die Entstehung von Krankheiten wie Krebs unterdrücken zu können.
„Wie können wir Kohlenhydratstrukturen in einer lebenden Zelle sichtbar machen?“, fragt Prof. Dr. Valentin Wittmann. Zwar gibt es genetische Methoden, um Proteine in Zellen zu markieren, doch an Kohlenhydraten scheitern diese Techniken. Wittmann entwickelte eine elegante Methode, um dies dennoch zu leisten: Er modifiziert Zuckermoleküle mit ungewöhnlichen funktionellen Gruppen, „verfüttert“ sie an Zellen und kann auf diese Weise Glycoproteine und -lipide der Zelle markieren und mit Fluoreszenzfarbstoffen versehen. Dies öffnet der Forschung die Tür, um die biologischen Funktionen von Kohlenhydraten aufzuschlüsseln.
Die AG Wittmann interessiert sich insbesondere für die Rolle von Kohlenhydraten in biologischen Erkennungsprozessen, zum Beispiel bei Vorgängen der Zelladhäsion. Sie untersucht multivalente Wechselwirkungen zwischen Kohlenhydraten und Proteinen. „Wenn mehrere Liganden und mehrere Rezeptoren simultan wechselwirken, führt dies zu einem überproportionalen Affinitätsgewinn. Wir untersuchen diese Prozesse mechanistisch“, erläutert Wittmann. Seine Arbeitsgruppe entwickelt zu diesem Zweck künstliche multivalente Liganden, die als Inhibitoren von Viren, Bakterien und Toxinen sowie im Bereich der Diagnose ein großes Potential für die Medizin besitzen.