WO2002092845A2 - Method for determining enzymatic activity of glycosyl transferase - Google Patents

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WO2002092845A2
WO2002092845A2 PCT/EP2002/005101 EP0205101W WO02092845A2 WO 2002092845 A2 WO2002092845 A2 WO 2002092845A2 EP 0205101 W EP0205101 W EP 0205101W WO 02092845 A2 WO02092845 A2 WO 02092845A2
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glycosyl
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Gerd Hummel
Laurence Jobron
Keiko Sujino
Monica M. Palcic
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Jerini Ag
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/48Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving transferase
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2500/00Screening for compounds of potential therapeutic value

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the enzymatic glycosyltransferase activity in a sample, a method for determining the glycosyltransferase activity pattern of a sample, a method for determining the substrate specificity of a glycosyltransferase, use of the above-mentioned methods in the diagnosis of Diseases, a method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase and a method for identifying a compound influencing the enzymatic activity of a glycosyltransferase and a kit for the detection of the enzymatic activity of a glycosyltransferase.
  • Glycosyltransferases transfer activated mono- or oligosaccharides from glycosyl donors to glycosyl acceptors. Mono-, oligo- or polysaccharides, peptides, proteins or lipids, as well as their combinations, which are then present as glycoconjugates, can serve as acceptors. Glycoconjugates play a key role in many biological processes. They act as receptor sites for enzymes, hormones, antibodies, lectins, toxins, and for microorganisms such as viruses and bacteria. The involvement of glycoconjugates in the control of cell functions such as cell growth, cell-cell recognition, expression of antigens, cell adhesion, infection and cell differentiation is particularly important physiologically and pathophysiologically. The growth-dependent pattern of glycosylation of the glycoproteins is mainly determined by the activity and specificity of the glycosyltransferases located in the Golgi apparatus.
  • Changes in the activity and expression of specific glycosyltransferases are closely related to tumor development and other disease states.
  • the changed composition of the cell surface oligosaccharides is directly related to the degree of transformation and metastasis formation (Dennis, JW, Laferte, S., Waghorne, C, Breitman, ML, Kerbel, RS, Science 1987, 236, 582).
  • Malignant changes in mouse and human cells are generally associated with the expression of more complex N-glycosidic structures and a higher polylactosamine content (Warren, L., Bück, CA, Tuszynski, GP, Biochem. Biophys. Ada.
  • glycosyltransferases are classified according to the nucleotide glycosyl donors (activated glycosyl donors of uridine diphosphate (UDP-Gal, UDP-GlcNAc, UDP-Glc, UDP-GalNAc, UDP-Xyl, UDP-GlcA), guanosine diphosphate (GDP-Fuc , GDP-Man), and cytidine monophosphate (CMP-neuraminic acid or CMP-Neu5Ac), the type of glycosidic bond ( ⁇ or ß), and the hydroxyl group of the acceptor involved, to which the monosaccharide is transferred, with few exceptions, transferases catalyze highly Regio- and stereo-selective, which is why about 200 different glycosyltransferases must exist in order to enable all known oligosaccharide structures (Paulson, J.
  • acceptor substrate is based on only a few hydroxyl groups, the so-called “polar key groups.” This has already been possible in numerous protein-carbohydrate interactions such as with lectins, antibodies, glycosidases and oxidas s are shown (Lemieux, R. U., Acc. Chem. Res. 1996, 29, 373).
  • the ⁇ l, 3-galactosyltransferase ( ⁇ l, 3-GalT, EC 2.4.1.151), which catalyzes the transfer of galactose from UDP-Gal to the 3-OH group of galactose in structures containing Galßl- »4GlcNAc-R (Fig. 1) and thus responsible for the formation of Gal ⁇ l- »3Galßl-» 4GlcNAc epitopes that occur on glycoproteins and glycolipids has recently become increasingly important (Joziasse, DH, Shaper, NL, Salyer, LS, Van den Eijnden, DH, van der Spoel, A.C, Shaper, JH, Eur. J. Biochem.
  • Gal ⁇ l— »3Galßl—> 4GlcNAc epitope is the most important antigen which is responsible for the acute rejection of transplants (Galili, U., mmunol.
  • the ⁇ l, 3-GalT is not able to transfer UDP-Glc, -GalNAc, -GlcNAc and -glucuronic acid residues (Stults, CLM, Macher, BA, Bhatti, R ., Srivastava, OP, Hindsgaul, O., Glycobiology 1999, 9, 661).
  • Other acceptors such as Galßl- »3GlcNAc, Galßl ⁇ 4Glc (Sujino, K., Malet, C, Hindsgaul, O., Palcic, MM, Carbohydr. Res.
  • oligosaccharides found on cell surfaces are fucosylated.
  • fucosylation is often the last step in the in vivo modification of oligosaccharides.
  • Fucosylated cell surface oligosaccharides are involved in a large number of intercellular recognition processes (Macher, BA, Holmes, EH, Swiedler, SJ, Stults, C. L, Srnka, CA, Glycobiology 1991, 1, 577; Hakomori, S.-L, Adv. Cancer. Res. 1989, 52, 257; Feizi, T., Nature 1985, 314, 53).
  • the ⁇ 1, 3/4-fucosyltransferases catalyze the transfer of fucose residues from GDP-fucose to the 3- or 4-OH group of a variety of ß-D-galactose-containing structures to form the Le a and Le x blood group antigens (Macher , BA, Holmes, EH, Swiedler, SJ, Stults, C. I, Srnka, CA, Glycobiology 1991, 1, 577; Natsuka, S., Löwe, JB Curr. Opin. Struct. Biol.
  • the ocl, 3/4-FucT (EC 2.4.1.65) obtained from breast milk is an exception to the "one enzyme per bond" hypothesis, since both the transfer of fucose to Galßl ⁇ ⁇ GlcNAc (type I) and Galßl ⁇ 4GlcNAc ( Type II) structures are catalyzed to produce compounds of the Le a or Le x type, as is also shown in FIG. 2.
  • the fucosyltransferase FucT V is very similar to the 1,3 / 4-FucT from breast milk, since both type I and type U acceptors are used as substrates (cf. FIG. 2). FucT V is an important industrial enzyme that was already used in the industrial production of Sialyl Lewis ".
  • the sialyltransferases catalyze the transfer of N-acetylneuraminic acid from CMP-Neu5Ac to hydroxyl groups near the non-reducing end of oligosaccharide chains of the glycoproteins or glycolipids (Paulson, J.C. and Colley, KJ, J. Biol. Chem. 1989, 264, 17615 ; Harduin-Lepers, A., Recchi, M.-A., Delannoy, P., Glycobiology 1995, 5, 741; Tsuji, S., Datta, AK, Paulson, J.
  • ⁇ 2,3-SialT ( ⁇ 2,3-SialT, EC 2.4.99.6, ST3Gal UI) from rat liver transfers neuraminic acid from CMP-neuraminic acid to the 3-OH function of terminal Gal residues in Galßl- 4GlcNAc or Galßl ⁇ ⁇ GlcNAc sequences, such as This is also shown in FIG. 3, while ⁇ 2.6-SialT ( ⁇ 2.6-SialT, EC 2.4.99.1) transfers neuraminic acid to the 6-OH function of terminal Gal residues in Galßl-4GlcNAc (cf. FIG.
  • glycosyltransferases In view of these diverse and important functions of glycosyltransferases, various test methods for the detection and activity determination of glycosyltransferases have been developed. Different types of sugar nucleotides are implemented with different types of acceptors. The sugar nucleotide is labeled with 3 H, 14 C or a fluorescent group.After transfer by the corresponding glycosyltransferase, the now labeled product can be measured and detected in a variety of ways, such as by measuring the radioactivity according to C18 Sep-Pak, HPLC, thin ⁇ layer chromatography, extraction using organic solvents or exclusion chromatography (Palcic, MM, Heerze, LD, Pierce, M., Hindsgaul, O., Glycoconj. J.
  • glycosyltransferase activity is determined by ELISA-based methods, coupled enzyme assays, microtiter plate-based fluorescence assays, mass spectroscopy or by means of HPLC (Crawley, S.C, Hindsgaul, O., Alton, G., Pierce, M. , Palcic, MM, Analt. Biochem. 1990, 185, 112; Gosselin, S., Alhussaini, M., Streiff, MB, Takabayashi, K., Palcic, MM, Analt. Biochem. 1994, 220, 92; Shedletzky, E., Unger, C, Delmer, DP, Analt. Biochem. 1997, 249, 88; Kodama, H., Kajihara, Y., Endo, T., Hashimoto, H., Tetrahedron Lett. 1993, 34, 6419) ,
  • HTS High Throughput System
  • the object of the invention is to provide a method for the detection or screening of the enzymatic glycosyltransferase activity which overcomes the above-mentioned disadvantages of the methods according to the prior art and can also be used in particular in HTS and in the diagnosis of diseases.
  • the object is achieved in a first aspect by a method for detecting the enzymatic glycosyltransferase activity in a sample, wherein the sample is reacted together with a glycosyl donor and a carrier, in particular a cellulose membrane, immobilized glycosyl acceptor, and
  • the glycosyl donor is present in excess. In a preferred embodiment it is provided that the excess corresponds to at least twice the Km value of the glycosyltransferase to be detected.
  • the glycosyl acceptor is selected from the group comprising monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and glycoconjugates. In a preferred embodiment it is provided that the glycosyl acceptor is part of an oligosaccharide.
  • the glycoconjugate is selected from the group comprising glycoproteins, glycopeptides and glycolipids.
  • the glycoconjugate is a lactosamine derivative, in particular an N-acetyllactosamine derivative.
  • the glycosyl acceptor is immobilized on the membrane directly or via a linker system.
  • the linker system is selected from the group comprising light cleavable linkers (photolinkers) and ester linkers.
  • Carboxylic ester linkers are particularly preferred and glycine ester linkers are very particularly preferred.
  • the glycosyl donor is a nucleotide sugar.
  • the nucleotide sugar is selected from the group consisting of UDP-Gal, UDP-GalNAc, UDP-Glc, UDP-GlcNAc, UDP-Xyl, UDP-GluA,, GDP-Man, GDP-Fuc and CMP-NeuAc includes.
  • the nucleotide sugar CMP-NeuAc is particularly preferred.
  • the glycosyl donor carries a label or a chemoselective function, which preferably enables later labeling.
  • the label is selected from the group comprising fluorescence labels, radioactivity labels, enzyme activity labels and chemiluminescence labels.
  • glycosyltransferase is selected from the group comprising galactosyltransferases, fucosyltransferases, sialyltransferases, glucosyltransferases, N-acetylglucosaminyltransferases, N-acetylgalactosaminyltransferases, glucuronyltransferases and glucosamine transferases.
  • the galactosyltransferase is a beta-1,3- or beta-1,4-galactosyltransferase.
  • the fucosyltransferase is selected from the group comprising alpha-1, 3/4 fucosyltransferases and alpha-1,2-fucosyltransferases.
  • sialyltransferase is selected from the group comprising alpha-2,3-sialyltransferases and al ⁇ ha-2,6-sialyltransferases.
  • the sample is selected from the group comprising human, animal, plant and microbial samples. In a preferred embodiment it is provided that the sample is selected from the group comprising tissue and body fluids.
  • the tissue is tissue containing Golgi apparatus.
  • the sample is selected from the group comprising cell lysates, tissue lysates, organ lysates, extracts, crude extracts, purified preparations and unpurified preparations.
  • the body fluid is selected from the group comprising breast milk, urine, sputum, saliva, serum and lymph fluid.
  • the object is achieved by a method for parallel detection of the enzymatic activity of glycosyltransferase (s) in a large number of samples, characterized in that the method according to the invention is carried out in parallel for each sample.
  • the object is achieved by a method for determining the glycosyltransferase pattern of a sample, it being provided that
  • an aliquot of a sample is reacted together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and it is determined whether a transferase product is formed, and
  • the method further comprises the step of determining the transferase product, the determination of the transferase product preferably comprising its biological and / or chemical and / or physical characterization.
  • the object is achieved by a method for determining the substrate specificity of a glycosyltransferase, wherein
  • glycosyltransferase is provided in a sample
  • an aliquot of the sample is reacted together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and it is determined whether a transferase product is formed, and
  • the method further comprises the step of determining the transferase product, the determination of the transferase product preferably comprising its biological and / or chemical and / or physical characterization.
  • the object is achieved by using one of the methods according to the invention for diagnosing and / or monitoring the course of diseases which are associated with an altered glycosyltransferase activity.
  • the disease is selected from the group comprising cirrhosis of the liver, immune deficiency diseases, lysosomal storage diseases and tumor diseases.
  • the tumor disease is selected from the group comprising human and animal carcinomas.
  • the carcinoma is selected from the group comprising melanomas, breast carcinomas, colon carcinomas, choriocarcinomas, hematoma carcinomas and bladder cancer.
  • reaction steps are carried out in parallel, preferably highly parallel.
  • One application of this embodiment is a high throughput system in which the detection of the enzymatic glycosyltransferase activity, the determination of the glycosyltransferase pattern and / or the determination of the substrate specificity of a glycosyltransferase is carried out simultaneously for a large number of reaction batches.
  • the object is achieved by a method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase, comprising the following steps:
  • the expression of the glycosyltransferase is determined in that a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and a glycosyl donor are present in the expression system,
  • the compound inhibits the expression of the glycosyltransferase. In a further embodiment it is provided that the expression is the transcription.
  • the expression is translation
  • the object is achieved by a method for identifying a compound influencing the activity of a glycosyltransferase, comprising the following steps:
  • the glycosyltransferase activity is determined in that a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and a glycosyl donor are present in the reaction mixture,
  • the compound inhibits the activity of the glycosyltransferase.
  • the substeps of the method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase and / or the substeps of the method for identifying a compound influencing the activity of a glycosyltransferase are carried out in parallel with at least two different candidate compounds.
  • the candidate compound is contained in a library of compounds, preferably a library of low molecular weight compounds.
  • the object is achieved by a kit according to the invention for the detection of an enzymatic glycosyltransferase activity comprising at least one glycosyl acceptor immobilized on a support, preferably a cellulose membrane.
  • the kit comprises a glycosyl donor.
  • the kit comprises at least one further component which is selected from the group comprising buffers, glycosyl donor (s), glycosyl acceptor (s) and glycosyl transferase (s).
  • the present invention is based on the surprising finding that immobilizing a glycosyl acceptor on a support, in particular a membrane and preferably a cellulose membrane, provides a highly sensitive method for studying the activity of glycosyltransferases in the broadest sense.
  • the high sensitivity and selectivity of the method allows the determination of the glycosyltransferase activities for all cases in which the sample material is only available to a limited extent, such as in crude extracts.
  • one advantage of the method according to the invention is that it is precisely because of this high sensitivity that the method is suitable for high-parallel analysis methods (high throughput screening).
  • the investigation of the enzymatic activity of glycosyltransferases can be divided into different aspects.
  • One aspect of the method relates to the detection of one or the enzymatic glycosyltransferase activities in a sample, a second aspect to the determination of the glycosyltransferase activity pattern of a sample and a further aspect to the determination of the substrate specificity of a glycosyltransferase. All of these processes share the above-mentioned use of the immobilized glycosyl acceptor and cause the surprising advantages of the system.
  • glycosyltransferase activity in a sample generally describes detection here and includes both qualitative and quantitative detection of glycosyltransferase activity.
  • the type of glycosyltransferase that can be determined in the chosen approach depends on the one hand on the glycosyl donor or immobilized glycosyl acceptor used and on the other hand on the chosen reaction methods. conditions that are chosen in the verification procedure. It is within the knowledge of the person skilled in the art in this field to select the possible glycosyl donors, the possible glycosyl acceptors and the specific reaction conditions for the glycosyltransferase activity to be detected in each case and thus to ensure the specificity of the detection of a specific glycosyltransferase activity.
  • glycosyltransferase activity pattern of a sample it is assumed that one or more glycosyltransferases are contained in the sample.
  • the enzymatic activities of different glycosyl transferases can be determined. It is also within the scope of the present invention to use different combinations of glycosyl donor (s) and glycosyl acceptor (s) with the aim, even without knowledge of the specific combinations, for the individual glycosyltransferase activity (s) to be detected. to generate a pattern due to the combinations consisting of the parameters glycosyl donor and glycosyl acceptor.
  • Such a pattern can be quite specific for a certain sample and the recognition of a certain state, e.g. B. a disease state, or to identify the type of a specific sample, without the actual specificities of the glycosyltransferase contained in the sample necessarily having to be known.
  • the substrate specificity of a glycosyltransferase it is assumed that one glycosyltransferase or several glycosyltransferases are present in a sample and that the substrate specificity of at least one of the glycosyltransferases is determined.
  • the substrate specificity can be determined both with regard to the glycosyl donor and the glycosyl acceptor. In both cases, a number of possible glycosyl donors or glycosyl acceptors will be used in a corresponding approach using the respectively immobilized glycosyl acceptor. From the combination of different glycosyl donors and glycosyl acceptors, the substrate specificity of the glycosyl transferase to be investigated can then be determined. H. be derived.
  • the glycosyltransferase is typically contained in a sample or the sample is one in which a glycosyltransferase may be present.
  • a predetermined amount of sample is added labeled glycosyl donor and the glycosyl acceptor immobilized on the preferably used cellulose membrane.
  • the appropriate reaction conditions are selected with regard to the glycosyl transferase to be investigated and the glycosyl donor present. It is entirely within the scope of the invention that the sample already contains the glycosyl donor and / or the non-immobilized glycosyl acceptor.
  • the reaction conditions include reaction time, pH and temperature, which allow an effective reaction of one or the glycosyltransferase with the labeled glycosyl donor and the glycosyl acceptor.
  • the selection of the corresponding reaction conditions is within the knowledge of the person skilled in the art in this field and is particularly known or easy to determine in the event that a specific glycosyltransferase is to be determined in a sample.
  • the usual incubation times are 5 minutes to 24 hours.
  • the pH and the temperature can be in a wide range, not least depending on the glycosyltransferase to be detected. Typical pH values are pH 5 to 8, the typical temperatures are 20 ° C to 45 ° C.
  • the amount of glycosyl donor and immobilized glycosyl acceptor used depends on the glycosyl transferase to be investigated.
  • the concentration of the glycosyl donor should preferably be at least twice the km of the glycosyl transferase to be investigated, typically 0.1 to 10 mM.
  • the reaction preferably takes place in a buffer system.
  • Systems known in the literature such as MES, MOPS, sodium cacodylate or Tris, are used as buffers.
  • the buffer serves to maintain an effective pH value for the reaction and, if necessary, an effective ionic strength.
  • Divalent ions such as e.g. B. Ca 2+ , Mg 2+ or Mn 2+ , or detergents can be added as required.
  • Such buffer systems or cations and detergents can constitute further components of the kit according to the invention.
  • Unreacted reagents such as excess glycosyl donor
  • buffer solution such as PBS
  • the content of the glycosyltransferase in the sample can be determined from the amount of transferase product obtained by known methods.
  • the transferase product is typically the glycosyl acceptor modified as a result of the glycosyl transferase activity, which has a group or part of the molecule derived from the glycosyl donor. Basically, however, it is also within the scope of the present Invention that instead of the transferase product, the change in the glycosyl donor that occurs as a result of the glycosyl transferase is also measured, ie the glycosyl transferase activity from the difference between the glycosyl donor used before the reaction and the amount of the glycosyl donor still present after the reaction or the amount of the resultant by the the glycosyltransferase-transferred residue or molecular part of reduced glycosyl donor.
  • the glycosyl donor is marked and in particular that part which is transferred from the glycosyl donor by the glycosyl transferase, provided that it is present in the respective sample in active, in particular enzymatically active form, to the immobilized glycosyl acceptor. Measurements are based on the determined specific activity of the labeled glycosyl donor, for example UDP-Gal, and thus directly provide the amount of glycosyl residue transferred in the reaction. To maintain the specific activity of the reaction, a corresponding standard curve is created. Under the chosen reaction conditions, the transfer generally depends linearly on time, as shown in FIG. 6. From this relationship, the specific activity of the glycosyltransferase reaction can be calculated.
  • Transferase product can thus be understood in the broadest sense to mean a glycosyl donor, of which a group or a part of a molecule has been transferred to a glycosyl acceptor as a result of the glycosyl transferase activity.
  • glycosyl transferase is understood here to mean any enzymatic activity which leads to a glycosyl transfer.
  • glycosyltransferase is used synonymously with the term “glycosyltransferase activity”. It is therefore within the scope of the present invention that a glycosyltransferase is, for example, also a protein which, in addition to the glycosyltransferase activity, also has further enzymatic activities.
  • the method chosen for determining the labeled transferase product depends on the type of labeling of the glycosyl donor or on the residue transferred from the glycosyl donor to the glycosyl acceptor as a result of the glycosyltransferase activity. If the label is a fluorescent label, the glycosyltransferase activity can be determined directly by measuring the fluorescence intensity. With radioactive labeling, for example by 3 H, 14 C or 32 P, the glycosyltransferase activity can be determined accordingly by measuring the radioactivity. Suitable measuring methods can be carried out by scintillation counters or by autoradiography.
  • autoradiography could which should be indicated if the method for the detection of one or the enzymatic glycosyltransferase activity is one which is carried out on a biochip in which a multiplicity of glycosyl acceptors are arranged on a common carrier and the reaction parameters are distinct Locations of the biochip differ with the consequence that different transferase products can arise.
  • cleavable linker systems can be used between the glycosyl acceptor and the support, in particular the cellulose membrane.
  • the transferase products can be cleaved from the membrane and then detected by conventional analysis techniques such as mass spectroscopy, NMR, DC, HPLC etc.
  • mass spectroscopy NMR, DC, HPLC etc.
  • the glycosyl donors can also carry one or more reactive functionalities (optionally provided with protective groups) which, after the reactive functionality has been transferred to the immobilized glycosyl acceptor (optionally after the protective group has been split off) together with the group or molecular part of the glycosyl donor transferred by the glycosyl transferase, initially reacted chemoselectively with a functionalized label and then analyzed.
  • reactive functionalities optionally provided with protective groups
  • a number of reactions can be used for this purpose, which are known to those skilled in the art as such (Lemieux, GA & Bertozzi, CR, 1998, Chemoselective ligation reactions with proteins, oligosaccharides and cells, TIBTECH, 16, 506-513).
  • Examples of suitable reactions are the formation of thiazolidines from aldehydes and 1,2-aminothiols, of oxazolidines from aldehydes / ketones and 1,2-amino alcohols, of hnidazoles from aldehydes / ketones and 1,2-diamines, of thiazoles from thioamides and alpha-halo-ketones, from aminothiazoles from amino-oxy compounds and alpha-isothiocyanato-ketones, from oximes from amino-oxy compounds and aldehydes, from oxi Men from amino-oxy compounds and ketones, from hydrazone from hydrazines and aldehydes, from hydrazone from hydrazides (see. Fig. 7).
  • Immobilization of the substrates used, i. H. of the glycosyl acceptors occurs by forming a covalent bond of the saccharide or glycoconjugate with the surface of the support, in particular the cellulose surface.
  • the substrates can be directly, for. B. by reaction of an aldehyde function of the immobilizing, reducing saccharide with an amino-functionalized cellulose surface, by reductive amination or via suitable spacers (English: spacer) / linker, which enable later cleavage, to the support, in particular to the cellulose membrane.
  • Spacers English: spacer
  • linker which enable later cleavage, to the support, in particular to the cellulose membrane.
  • Systems which are both linkable and cleavable under mild conditions are particularly suitable as linkers. H. while maintaining the glycosidic bonds, such as, for example, photolabile linkers (T.
  • the methods according to the invention in particular the sub-step relating to the detection of a transferase product and thus the detection of the presence or quantification of the glycosyltransferase, can comprise a step in which the transferase product or a part thereof from the carrier or the cellulose membrane is split off.
  • a wide range of immobilized glycosyl acceptors can be used in the process according to the invention described herein. Both monosaccharides and oligosaccharides and polysaccharides can serve as immobilized glycosyl acceptors. Glycoconjugates such as glycopeptides, glycoproteins and glycolipids are also suitable. Examples of polysaccharides which can be used in the context of the present invention as immobilized glycosyl acceptors are starch, glycogen and chitin. Examples of possible glycosyl acceptors that can be used as substrates for glycosyltransferases in the context of the invention disclosed herein are given in Table 1 below.
  • the glycosyltransferase activity in a sample, the sample being breast milk and the glycosyltransferase to be detected being a fucosyltransferase.
  • Another particularly preferred embodiment of the method according to the invention is that in which the glycosyl donor is CMP-NeuAc, the neuraminic acid being provided with a fluorescent label.
  • the aliquot of a sample which together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl alkoxylated on a carrier, zeptor is implemented, continues to be used and so far represents another aliquot of a sample.
  • the sample is processed further between the different steps, for example by specifically removing or inhibiting compounds or enzymatic activities contained in the sample or in the reaction mixture, such as the glycosyltransferase investigated in the context of the use of the first combination , The same applies analogously when determining the substrate specificity of a glycosyltransferase.
  • the methods according to the invention can be used in particular in the field of diagnostics, follow-up or prognostics. Typically, it is used in diseases that are associated with a change in glycosyltransferase activity. This use is based on the observation that a number of disease states are associated with altered glycosyltransferase activities. It has been observed, for example, that unusual carbohydrate structures (tumor-associated antigens) are found in a large number of cancers (T. Feizi, Nature 1985, 314, 53-57; JW Arends, FT Bosmann, J. Hilgers, Biochem. Biophys. Acta 1985, 780 , 1-19; S. Hakamori, Y. Zhang, Chem. Biol.
  • Table 2 shows an overview of tumor-associated glycosphingolipids with the monoclonal antibodies used for their detection, which can be used as glycosyl acceptors in the process according to the invention.
  • tumor cells often have both more complex and terminally modified (fucosylated, sialylated) N and O glycan structures.
  • Some examples of glycan structures found on tumor cells and the main responsible glycosyltransferases can be found in Table 3:
  • the term follow-up control means in particular that the corresponding glycosyltransferase activity, the glycosyltransferase pattern or the substrate specificity of the glycosyltransferase is determined before the start of therapy, and samples are again taken from the treated individual in the course of a treatment and examined for precisely these parameters. Is there a correlation between the corresponding parameters and the course of the disease? If, for example, the activity of certain glycosyltransferases goes hand in hand with increasing deterioration of the disease or increased tumor growth, appropriate conclusions can be drawn from the determined parameters as a function of the course of treatment.
  • prognostic application of such systems with prognosis being understood here in particular as meaning statements regarding the probability of recovery of a patient, whether under the influence of a treatment or without.
  • prognosis being understood here in particular as meaning statements regarding the probability of recovery of a patient, whether under the influence of a treatment or without.
  • a further correlation with the respective parameters is required in such a way that a statement from the course of the parameters or their change or non-change over time with the probability of recovery, stabilization of a condition or updating of a condition or deterioration of the condition of an individual.
  • the invention relates to methods for identifying a compound which influences the expression of a glycosyltransferase.
  • expression is to be understood here in particular in such a way that it can be both transcription and translation.
  • this method can also be designed particularly effectively in terms of use in a high throuput system (HTS).
  • the compounds influencing the expression are preferably inhibitors.
  • the inhibitors can reduce or completely prevent transcription or translation of the glycosyltransferase.
  • the compound influencing expression is also referred to herein as a candidate compound, especially if it is used for the first time in such a test system and it is not known to this extent whether and if so to what extent it influences the expression of a glycosyltransferase.
  • the glycosyltransferase can be virtually any glycosyltransferase. but preferably such as is used in connection with the other methods of the invention described herein. The same applies to the glycosyl donors or glycosyl acceptors and the respective process parameters.
  • said compound can influence either transcription or translation, i.e. inhibit or stimulate, said compound preferably being an inhibitor.
  • the amount of mRNA is reduced under the influence of the candidate compound with reduced glycosyltransferase activity, it can be assumed that the inhibitory effect of the candidate compound takes place at the level of the transcription.
  • the methods for determining the amount of mRNA are known to those skilled in the art. The same considerations apply mutatis mutandis in the event that the candidate compound has a stimulating effect.
  • glycosyltransferase activity is reduced under the influence of a candidate compound and the amount of mRNA remains unchanged, it can be assumed that the inhibitory effect of the candidate compound occurs at the translation level. Under such conditions, the amount of translated protein which has the glycosyltransferase would generally also be reduced.
  • the methods for determining the amount of translated protein containing the glycosyltransferase are known to those skilled in the art. As an example, reference is made to antibodies against said protein. The same considerations apply mutatis mutandis in the event that the candidate compound has a stimulating effect. “Expression system” is also to be understood here as meaning a cellular system, a cell-free system or a cell extract.
  • the term “expression system” can also be understood to mean a system in which only the aspect of translation or the aspect of transcription is examined.
  • the phenotype is, in a sense, ultimately based on the presence or absence of a glycosyltransferase, which is detected according to the method disclosed herein for the detection of glycosyltransferases.
  • it is preferably again an inhibitor which inhibits the glycosyltransferase activity, i.e. H. reduced or completely prevented.
  • the candidate compound is tested in a reaction mixture which, in addition to the glycosyltransferase, typically also comprises a glycosyl donor and an immobilized glycosyl acceptor, which is preferably immobilized on a cellulose membrane.
  • the detection of one or the enzymatic glycosyltransferase activity takes place via the detection (or non-detection) of the presence or absence of a transferase product, which gives direct conclusions about the presence or absence or the specific glycosyltransferase activity allows, since a transferase product only arises under the influence of a glycosyltransferase, as can easily be determined by appropriate control approaches (negative controls and positive controls), as is familiar to the person skilled in the art in this field.
  • kits can generally be used for or in the context of all of the methods and uses disclosed herein.
  • the kit is also based on the knowledge on which the invention is based, that of highly sensitive detection of glycosyltransferase activities using an immobilized glycosyl acceptor. It is also within the scope of the present invention that, instead of the glycosyl acceptor already immobilized on the support, in particular a cellulose membrane, such a kit also comprises a membrane and a glycosyl acceptor, and optionally reagents for immobilizing the glycosyl acceptor on or on (both terms are synonymous here used) the carrier included in the kit. To this extent, the term in connection with the kit of a glycosyl acceptor immobilized on or on a carrier is also understood to mean that it is only - typically - produced from the individual components immediately before use.
  • kit according to the invention can comprise further components and constituents, as are provided in prior art kits.
  • Such components may include, among other things, positive and negative controls, one or more glycosyl transferases, one or more glycosyl donors, one or more glycosyl acceptors, and suitable buffers.
  • 5 shows the immobilization of LacNAc-O- (CH2) 8 COOH on an amino-functionalized cellulose membrane
  • 6 shows the time-dependent enzymatic transfer in the presence of ⁇ 1, 3-galactosyltransferase
  • Figure 1 The enzyme ⁇ l, 3-galactosyltransferase catalyzes the transfer of Gal from UDP-Gal to the 3-hydroxyl function of the Gal residue from Galßl- »4GlcNAc-R to the compound Gal ⁇ l ⁇ 3Galß l-» 4GlcNAc-R.
  • Figure 2 The enzyme ⁇ 1, 3/4 fucosyltransferase catalyzes the transfer of Fuc from GDP-Fuc to Gal residues in structures such as Galßl-> 4GlcNAc-R (Type II) and Galßl ⁇ 3GlcNAc-R (Type I) to Le x and Le a structures.
  • Figure 3 The enzyme ⁇ 2,3- (N) -sialyltransferase catalyzes the transfer of neuraminic acid from CMP-neuraminic acid to the 3-OH function of the Gal residues in Galßl ⁇ 4GlcNAc-R (type H) or Galßl ⁇ 3GlcNAc-R (type I) containing structures.
  • Figure 4 The enzyme ⁇ 2,6- (N) -sialyltransferase catalyzes the transfer of neuraminic acid from CMP-neuraminic acid to the 6-OH function of the Gal residues in structures containing Galßl ⁇ GlcNAc-R or Galßl ⁇ 3GlcNAc-R.
  • Figure 5 shows the derivatization of an amino-functionalized cellulose membrane (glycine ester, photo linker membrane) with the acceptor LacNAc.
  • X Gly for glycine ester membrane
  • X Photo linker for photolinker membrane
  • Figure 6 Shows the time-dependent enzymatic transfer of UDP-Gal (1.2 mM) in the presence of ⁇ 1, 3-galactosyltransferase (3.3 ⁇ U) to the immobilized acceptor LacNAc (see. Example 1, time-dependent transfer experiment). The amount of galactose transferred increases linearly with time (transfer rate 12 fmol / min / mm 2 , maximum transfer 50 pmol / mm 2 ).
  • FIG. 8 shows a graphical representation of a non-linear regression calculation for transferred galactose as a function of the UDP-Gal concentration for the 1,3-galactosyltransferase (see Example 1, determination of the donor Kim).
  • Figure 9 Shows the time-dependent enzymatic transfer of GDP-Fuc (1.0 mM) in the presence of the ⁇ 1, 3-fucosyltransferase (0.65 mU) to the immobilized acceptor LacNAc (see Example 2, time-dependent transfer experiment).
  • the transfer rate of GDP-Fuc with 656 ⁇ U was determined with 0J8 fmol / min / mm 2 , and the maximum transfer with 50 pmol / mm 2 .
  • Figure 10 Shows the result of the transfer of fluoresceinyl-neuraminic acid by the ⁇ 2,3- (N) -sialyltransferase (see Example 6). CMP-5-fluoreseeinyl ⁇ euramic acid is transferred to the immobilized acceptor LacNAc in the presence of the ⁇ 2,3- (N) -sialyltransferase. The transfer was confirmed after 2, 4 and 24 h by fluorescence.
  • Figure 11 Shows the autoradiography results of the ⁇ 1, 3-galactosyltransferase after 6 days of exposure (see Example 7).
  • ester 1 glycine ester membrane without immobilized LacNAc (negative control)
  • ester 2 Lac ⁇ Ac glycine ester membrane photolinker 1: photolinker membrane without immobilized LacNAc (negative control)
  • photo linker 2 LacNAc photolinker membrane
  • the membrane strips were incubated for 24 h with 14 C-UDP-Gal in the presence of different 1,3-GalT concentrations: a) 132 ⁇ U b) 13.2 ⁇ U c) 1.32 ⁇ U.
  • a clear transfer can be demonstrated at an ⁇ 1,3-GalT concentration of 132 ⁇ U both for the LacNAc glycine ester membrane and the LacNAc photolinker membrane. With a 1,3-GalT concentration of 13.2 ⁇ U, the transfer can only be Show NAc photolinker membrane (higher loading with LacNAc). The corresponding negative controls (Ester 1, Photolinkerl) show negligible (a) or no (b) signals.
  • Cellulose membranes (filter paper 50) were manufactured by Whatman International Ltd. (Maidstone, England).
  • l-Methyl-2-pyrrolidone (NMP), pentafluorophenol (PfpOH), 1,3-diisopropylcarbodiimide (DIC), and acetic anhydride are from Sigma-Aldrich (Germany).
  • the photolinker 4- [4 (l-Fmoc-aminoethyl) -2-methoxy-5-nitrophenoxyl] - butanoic acid, 1,3-fucosyltransferase ( ⁇ (l- »3) FT), and ⁇ 2,6-sialyltransferase ( ⁇ (2- »6) ST) were obtained from Calbiochem-abiovabiochem (San Diego, USA).
  • N ⁇ -Fmoc-ß-Ala-OPfp comes from Bachern Biochemica GmbH (Heidelberg, Germany).
  • CMP-5-fluoresceinyl-ureuric acid, tripotassium salt (CMP-5-fluoro- ⁇ eu5Ac) was obtained from Boehringer-Mannheim (Mannheim, Germany).
  • UDP- [ 14 C] Gal, GDP- [ , 4 C] Fuc, CMP- [ 14 C] Neu5Ac are from American Radiolabeled Chemicals, Inc. (St. Louis, USA).
  • UDP-Gal was obtained from Pharma Waldhof GmbH (Germany).
  • GDP-Fuc was a gift from Dr. R. ⁇ hrlein, Ciba-Geigy (Switzerland).
  • CMP-Neu5Ac comes from Juelich Enzyme Products (Germany).
  • Alkaline phosphatase was purchased from Boehringer Mannheim (Mannheim, Germany). Diethylamine, reagent grade comes from Fisher (Fair Lawn, USA). Ecolite Scintillation Cocktail was developed by ICN (Costa Mesa, USA). BioMax MS Film is from Eastman Kodak Company (NY, USA).
  • Photolihker derivatization of the cellulose membrane is carried out as already described [41].
  • N ° -Fmoc-ß-Ala-OPfp is coupled to the cellulose membrane in ⁇ MP (FIG. 5).
  • the remaining amino functions are then acetylated with a 10% solution of acetic anhydride in methanol.
  • LacNAc-O- (CH 2 ) 8 CO 2 H is immobilized in the presence of PfpOH, DIC and NMP.
  • the glycine ester modification of the cellulose membrane is carried out as described in the literature [42].
  • LacNAc-O- (CH 2 ) 8 CO 2 H is immobilized in the same way as already described for the photolinker membrane.
  • the compounds of the glycine ester membrane were cleaved off by adding 100 ⁇ L diethylamine / water (50/50) to a cellulose strip / spot. After 1 h, 80 ⁇ L are removed and the radioactivity is determined in a scintillation counter.
  • connections of the photolinker membrane were cleaved off by UV radiation of the cellulose strips / spots (each side for 3 h) at 365 nm. Then water (100 ⁇ L) is added to the strip water and after 10 min 80 ⁇ L are used for scintillation measurements.
  • UDP-Gal 100 mM solution in water, 5 ⁇ L, 2 mmol
  • UDP- [ 14 C] Gal 100,000-150,000 dpm, in 1 ⁇ L H 2 O
  • ⁇ 1,3-galactosyltransferase 3.3 mU / mL, 2 ⁇ L
  • assay buffer 500 mM MOPS, 1 M MnCl 2
  • AP 1 ⁇ L
  • BSA 0.5 ⁇ L BSA solution, 100 mg / mL
  • become the immobilized acceptor a strip of the glycine ester or photolinker membrane, size 2 x 5 mm, 8-30 nmol
  • Reaction mixtures are incubated for 24 h at room temperature.
  • the membranes are then washed successively with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer A (NaCl 8 g / L, KC1 0.2 g / L, Tris 6.1 g / L, pH 8.0, Tween 20 10 mL / L) (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL, 50 ° C).
  • the carbohydrate derivatives are split off from the membrane and the radioactivity is quantified in a scintillation counter after adding 3.5 mL MeOH and 10 mL EcoLite (+) scintillation cocktail.
  • Membrane pieces (2.0 mm diameter, 3 pieces) are mixed in with a mixture of radioactive ([ 14 C], 200,000 dpm) and non-radioactive UDP-Gal (1.2 mM) in the presence of ⁇ (l- »3) GalT (3.3 ⁇ U) incubated in a microcentrifuge tube.
  • Six reaction vessels are prepared in this way and the reaction is stopped after 30 min, 1 h, 2 h, 3.5 h, 7.5 h and 24 h, respectively.
  • the immobilized oligosaccharides are split off with a diethylamine / water mixture. An aliquot is taken in each case and methanol and a cocktail are added. The radioactivity of the resulting mixture is measured using a scintillation counter. The data obtained are summarized in FIG. 6.
  • the amount of galactose transferred increased linearly with time.
  • the transfer rate of UDP-Gal in the presence of 3.3 ⁇ U enzyme was 12 fmol / min / mm 2 .
  • the maximum transfer was 50 pmol / mm 2 , or 6.25% of the total amount of LacNAc.
  • glycine esters and photo linker membranes were treated with GDP-Fuc, (1 mM solution in water, 1 ⁇ L, 25 ⁇ mol), GDP- [ 14 C] Fuc (40,000-60,000 dpm, in 2 ⁇ L H 2 O), ⁇ 1,3-fucosyltransferase (164 mU / mL, 4 ⁇ L) and assay buffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM MnCl 2 , 1 mM DTT, pH 7.5, 4 ⁇ L) in a final volume of 40 ⁇ L implemented.
  • GDP-Fuc (1 mM solution in water, 1 ⁇ L, 25 ⁇ mol
  • GDP- [ 14 C] Fuc 40,000-60,000 dpm, in 2 ⁇ L H 2 O
  • ⁇ 1,3-fucosyltransferase 164 mU / mL, 4 ⁇ L
  • assay buffer 50 mM Tris-HCl, 20 mM MnCl 2
  • the transfer rate of CMP- ⁇ eu5Ac at an enzyme concentration of 189 ⁇ U ⁇ (2- »6) ST was 4.4 fmol / min / mm 2 for the ester membrane and 65 fmol / min / mm for the photolinker membrane.
  • the membrane pieces were washed successively with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL, 50 ° C).
  • the saccharide derivatives obtained were cleaved from the membrane, the solution was concentrated, taken up in MeOH (10 ⁇ L) and a mass spectrum was recorded using a PerSpective Biosystems ToF Mariner Biospectrometry Work Station.
  • the spectrum obtained shows a main peak which corresponds to the unreacted acceptor LacNAc, and a further peak which corresponds to the transferase product Gal-LacNAc, formed by transfer of galactose from UDP-Gal to the membrane-bound acceptor. Similar results were obtained with the photolinker membrane.
  • EXAMPLE 6 ⁇ 2,3- (N) -sialyltransferase: fluorescence assay CMP-5-fluoresceinyl-neuraminic acid (0.4 mM solution in water, 20 ⁇ L, 0.2 mM), ⁇ 2,3- (N) -sialyltransferase (10 ⁇ L) and assay buffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF54, pH 7.0 , 9.5 ⁇ L) were added to the membrane-bound acceptor (a strip of glycine ester membrane of 2 ⁇ 5 mm, 8 nmoi) in a microcentrifuge tube in a final volume of 50 ⁇ L.
  • fluorescence assay CMP-5-fluoresceinyl-neuraminic acid 0.4 mM solution in water, 20 ⁇ L, 0.2 mM
  • ⁇ 2,3- (N) -sialyltransferase 10 ⁇ L
  • assay buffer 250 mM
  • the reaction mixture is incubated for 4 h at room temperature and then with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer A (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL , 50 ° C).
  • the fluorescence was measured with a transilluminator (FBTI 816, connected to a digital camera).
  • Membrane pieces (2.0 mm in diameter) were incubated in the presence of ⁇ (2 ⁇ 3) ST (400 ⁇ U) with CMP-5-Fluoro-Neu5Ac (0.22 mM) in a microcentrifuge tube. The reaction was stopped after 2 h, 4 h and 24 h, respectively.
  • control A without transferase
  • control B LacNAc bound to glycine ester membrane
  • EXAMPLE 10 ⁇ 2,6- (N) -sialyltransferase autoradiography assay

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Abstract

The invention relates to a method for determining the enzymatic activity of glycosyl transferase in a sample, wherein the sample is reacted with a glycosyl donor and a glycosyl receptor immobilized on a carrier, especially a cellulose membrane, wherein a transferase product is determined in the presence of a enzymatic glycosyl transferase activity and the carrier is a cellulose membrane.

Description

Verfahren zum Nachweis der enzymatischen Aktivität von Glycosyltransferasen Method for the detection of the enzymatic activity of glycosyltransferases
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis der enzymatischen Glycosyltransferase- Aktivität in einer Probe, ein Verfahren zum Bestimmen des Glycosyltransferase-Aktivitäts- Musters einer Probe, ein Verfahren zum Bestimmen der Substratspezifität einer Glycosyltransfe- rase, Verwendung der vorstehend genannten Verfahren im Rahmen der Diagnose von Krankheiten, ein Verfahren zur Identifizierung einer die Expression einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung sowie ein Verfahren zur Identifizierung einer die enzymatische Aktivität einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung und einen Kit für den Nachweis der enzymatischen Aktivität einer Glycosyltransferase.The invention relates to a method for detecting the enzymatic glycosyltransferase activity in a sample, a method for determining the glycosyltransferase activity pattern of a sample, a method for determining the substrate specificity of a glycosyltransferase, use of the above-mentioned methods in the diagnosis of Diseases, a method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase and a method for identifying a compound influencing the enzymatic activity of a glycosyltransferase and a kit for the detection of the enzymatic activity of a glycosyltransferase.
Glycosyltransferasen übertragen aktivierte Mono- oder Oligosaccharide von Glycosyldonoren auf Glycosylakzeptoren. Als Akzeptoren können Mono-, Oligo- oder Polysaccharide, Peptide, Proteine oder Lipide, sowie deren Kombinationen dienen, die dann als Glycokonjugate vorliegen. Glycokonjugaten kommt eine Schlüsselposition bei vielen biologischen Prozessen zu. So fungieren sie als Rezeptorstellen für Enzyme, Hormone, Antikörper, Lektine, Toxine, sowie für Mikroorganismen wie Viren und Bakterien. Physiologisch und pathophysiologisch besonders bedeutend ist die Beteiligung der Glycokonjugate an der Steuerung von Zellfunktionen wie Zellwachstum, Zell-Zell-Erkennung, Expression von Antigenen, Zelladhäsion, Infektion, sowie Zelldifferenzierung. Das wachstumsabhängige Muster der Glycosylierung der Glycoproteine wird dabei hauptsächlich durch die Aktivität und Spezifität der im Golgi-Apparat lokalisierten Glycosyltransferasen bestimmt.Glycosyltransferases transfer activated mono- or oligosaccharides from glycosyl donors to glycosyl acceptors. Mono-, oligo- or polysaccharides, peptides, proteins or lipids, as well as their combinations, which are then present as glycoconjugates, can serve as acceptors. Glycoconjugates play a key role in many biological processes. They act as receptor sites for enzymes, hormones, antibodies, lectins, toxins, and for microorganisms such as viruses and bacteria. The involvement of glycoconjugates in the control of cell functions such as cell growth, cell-cell recognition, expression of antigens, cell adhesion, infection and cell differentiation is particularly important physiologically and pathophysiologically. The growth-dependent pattern of glycosylation of the glycoproteins is mainly determined by the activity and specificity of the glycosyltransferases located in the Golgi apparatus.
Veränderungen der Aktivität und Expression spezifischer Glycosyltransferasen stehen mit der Tumorentwicklung und anderen Krankheitszuständen in engem Zusammenhang. Zum Beispiel steht die veränderte Zusammensetzung der Zelloberflächen-Oligosaccharide in direktem Zusammenhang mit Transformationsgrad und Metastasenbildung (Dennis, J. W., Laferte, S., Waghorne, C, Breitman, M. L., Kerbel, R. S., Science 1987, 236, 582). Bösartige Veränderungen von Mäuse- und Menschen-Zellen gehen im allgemeinen mit der Expression komplexerer N- glycosidischer Strukturen sowie höherem Polylaktosamingehalt einher (Warren, L., Bück, C. A., Tuszynski, G. P., Biochem. Biophys. Ada. 1978, 516, 97). Neueste Untersuchungen bringen die Verzweigung und den Polylactosamingehalt der O-Oligosaccharide mit der Tumorentwicklung und Metastasenbildung in Zusammenhang (Yousefi, S., Higgins, E., Daoling, Z., Pollex-Kxuger, A., Hindsgaul, O. and Dennis, J. W., J. Biol. Chem. 1991, 266, 1772).Changes in the activity and expression of specific glycosyltransferases are closely related to tumor development and other disease states. For example, the changed composition of the cell surface oligosaccharides is directly related to the degree of transformation and metastasis formation (Dennis, JW, Laferte, S., Waghorne, C, Breitman, ML, Kerbel, RS, Science 1987, 236, 582). Malignant changes in mouse and human cells are generally associated with the expression of more complex N-glycosidic structures and a higher polylactosamine content (Warren, L., Bück, CA, Tuszynski, GP, Biochem. Biophys. Ada. 1978, 516, 97) , The latest studies show the branching and the polylactosamine content of the O-oligosaccharides with the tumor development and metastasis formation in connection (Yousefi, S., Higgins, E., Daoling, Z., Pollex-Kxuger, A., Hindsgaul, O. and Dennis, JW, J. Biol. Chem. 1991, 266, 1772).
Die Einteilung der Glycosyltransferasen erfolgt hinsichtlich der Nucleotid-Glycosyldonoren (aktivierte Glycosyldonoren von Uridin-diphosphat (UDP-Gal, UDP-GlcNAc, UDP-Glc, UDP- GalNAc, UDP-Xyl, UDP-GlcA), Guanosin-diphosphat (GDP-Fuc, GDP-Man), und Cytidinmo- nophosphat (CMP-Neuraminsäure oder CMP-Neu5Ac), der Art der glycosidischen Bindung (α oder ß), und der beteiligten Hydroxylgruppe des Akzeptors auf die das Monosaccharid übertragen wird. Mit wenigen Ausnahmen katalysieren Transferasen hoch regio- and stereo-selektiv, weshalb ca. 200 unterschiedliche Glycosyltransferasen existieren müssen, um alle bekannten Oligosaccharidstrukturen zu ermöglichen (Paulson, J. C, and Colley, K. J., J. Biol. Chem. 1989, 264, 17615). Die Erkennung des Akzeptorsubstrats basiert dabei lediglich auf wenigen Hydroxylgruppen, den sogenannten "polaren Schlüsselgruppen". Dies konnte bereits an zahlreichen Protein-Kohlenhydrat-Wechselwirkungen wie bei den Lektinen, Antikörpern, Glycosidasen und Oxidasen gezeigt werden (Lemieux, R. U., Acc. Chem. Res. 1996, 29, 373).The glycosyltransferases are classified according to the nucleotide glycosyl donors (activated glycosyl donors of uridine diphosphate (UDP-Gal, UDP-GlcNAc, UDP-Glc, UDP-GalNAc, UDP-Xyl, UDP-GlcA), guanosine diphosphate (GDP-Fuc , GDP-Man), and cytidine monophosphate (CMP-neuraminic acid or CMP-Neu5Ac), the type of glycosidic bond (α or ß), and the hydroxyl group of the acceptor involved, to which the monosaccharide is transferred, with few exceptions, transferases catalyze highly Regio- and stereo-selective, which is why about 200 different glycosyltransferases must exist in order to enable all known oligosaccharide structures (Paulson, J. C, and Colley, KJ, J. Biol. Chem. 1989, 264, 17615) The acceptor substrate is based on only a few hydroxyl groups, the so-called “polar key groups.” This has already been possible in numerous protein-carbohydrate interactions such as with lectins, antibodies, glycosidases and oxidas s are shown (Lemieux, R. U., Acc. Chem. Res. 1996, 29, 373).
Die αl,3-Galactosyltransferase (αl,3-GalT, E.C. 2.4.1.151), die den Transfer von Galactose von UDP-Gal auf die 3-OH-Gruppe von Galactose in Galßl-»4GlcNAc-R enthaltenden Strukturen katalysiert (Fig. 1) und so für das Entstehen von Galαl-»3Galßl-»4GlcNAc Epitopen, die auf Glycoproteinen und Glycolipiden vorkommen, verantwortlich ist, hat in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen (Joziasse, D. H., Shaper, N. L., Salyer, L. S., Van den Eijnden, D. H., van der Spoel, A. C, Shaper, J. H., Eur. J. Biochem. 1990, 191, 75; Fang, J., Li, J., Chen, X., Zhang, Y., Wang, J., Guo Z., Zhang, W., Yu, L., Brew, K., Wang, P. G., J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6635; Sujino, K., Malet, C, Hindsgaul, O., Palcic, M. M., Carbohydr. Res. 1998, 305, 483). Dabei stellt das Galαl—»3Galßl— >4GlcNAc Epitop das wichtigste Antigen dar, welches für die akute Abstoßung von Transplantaten verantwortlich ist (Galili, U., mmunol. Today 1993, 14, 480; Joziasse, D. H., Oriol, R., Biochim. Biophys. Acta 1999, 1455, 403). Rekombinante αl,3- GalT, sowie ein Fusionsprotein bestehend aus UDP-Gal-Epimerase und αl,3-GalT stehen für den synthetischen Einsatz zur Verfügung (Wang J.-Q., Chen, X., Zhang, W., Zacharek, S., Chen, Y., Wang, P. G., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8174). Die αl,3-GalT ist, im Gegensatz zur ßl,4- GalT, nicht in der Lage, UDP-Glc, -GalNAc, -GlcNAc und -Glucuronsäure-Reste zu übertragen (Stults, C. L. M., Macher, B. A., Bhatti, R., Srivastava, O. P., Hindsgaul, O., Glycobiology 1999, 9, 661). Andere Akzeptoren, wie Galßl-»3GlcNAc, Galßl→4Glc (Sujino, K., Malet, C, Hindsgaul, O., Palcic, M. M., Carbohydr. Res. 1998, 305, 483; Blanken, W. M., van den Eijnden, D. H., J. Biol. Chem. 1985, 260, 12927) oder polymergebundene Akzeptoren werden jedoch von der αl,3-GalT akzeptiert (Wang J.-Q., Chen, X., Zhang, W., Zacharek, S., Chen, Y., Wang, P. G., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8174).The αl, 3-galactosyltransferase (αl, 3-GalT, EC 2.4.1.151), which catalyzes the transfer of galactose from UDP-Gal to the 3-OH group of galactose in structures containing Galßl- »4GlcNAc-R (Fig. 1) and thus responsible for the formation of Galαl- »3Galßl-» 4GlcNAc epitopes that occur on glycoproteins and glycolipids has recently become increasingly important (Joziasse, DH, Shaper, NL, Salyer, LS, Van den Eijnden, DH, van der Spoel, A.C, Shaper, JH, Eur. J. Biochem. 1990, 191, 75; Fang, J., Li, J., Chen, X., Zhang, Y., Wang, J., Guo Z., Zhang, W., Yu, L., Brew, K., Wang, PG, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6635; Sujino, K., Malet, C, Hindsgaul , O., Palcic, MM, Carbohydr. Res. 1998, 305, 483). The Galαl— »3Galßl—> 4GlcNAc epitope is the most important antigen which is responsible for the acute rejection of transplants (Galili, U., mmunol. Today 1993, 14, 480; Joziasse, DH, Oriol, R., Biochim Biophys. Acta 1999, 1455, 403). Recombinant αl, 3-GalT and a fusion protein consisting of UDP-Gal epimerase and αl, 3-GalT are available for synthetic use (Wang J.-Q., Chen, X., Zhang, W., Zacharek, S., Chen, Y., Wang, PG, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8174). In contrast to the β1, 4-GalT, the αl, 3-GalT is not able to transfer UDP-Glc, -GalNAc, -GlcNAc and -glucuronic acid residues (Stults, CLM, Macher, BA, Bhatti, R ., Srivastava, OP, Hindsgaul, O., Glycobiology 1999, 9, 661). Other acceptors such as Galßl- »3GlcNAc, Galßl → 4Glc (Sujino, K., Malet, C, Hindsgaul, O., Palcic, MM, Carbohydr. Res. 1998, 305, 483; Blanken, WM, van den Eijnden, DH , J. Biol. Chem. 1985, 260, 12927) or polymer-bound acceptors are accepted by the α1, 3-GalT (Wang J.-Q., Chen, X., Zhang, W., Zacharek, S., Chen , Y., Wang, PG, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8174).
Viele der auf Zelloberflächen vorkommenden antigenen Oligosaccharide, wie beispielsweise die Blutgruppenantigene sind fucosyliert. Neben der Sialylierung stellt die Fucosylierung oftmals den letzten Schritt in der in vivo Modifizierung von Oligosacchariden dar. Fucosylierte Zello- berflächenoligosaccharide sind an einer Vielzahl von interzellulären Erkennungsprozessen beteiligt (Macher, B. A., Holmes, E. H., Swiedler, S. J., Stults, C. L, Srnka, C. A., Glycobiology 1991, 1, 577; Hakomori, S.-L, Adv. Cancer. Res. 1989, 52, 257; Feizi, T., Nature 1985, 314, 53). Die αl,3/4-Fucosyltransferasen katalysieren dabei den Transfer von Fucoseresten von GDP-Fucose zur 3- oder 4-OH Gruppe einer Vielzahl von ß-D-Galactose haltigen Strukturen, um die Lea und Lex Blutgruppen Antigene zu bilden (Macher, B. A., Holmes, E. H., Swiedler, S. J., Stults, C. I, Srnka, C. A., Glycobiology 1991, 1, 577; Natsuka, S., Löwe, J. B. Curr. Opin. Struct. Biol. 1994, 4, 683; Oriol, R., Mollicone, R., Cailleau, A., Balanzino, L., Breton, C, Glycobiology 1999, 9, 323; Watkins, W. M., Carbohydr. Res. 1986, 149, 1). Muttermilch stellt dabei die bei weitem wichtigste Quelle für die Isolierung der präparativ wichtigen αl,3/4-Fucosyltransferasen dar (Eppenberger-Castori, S., Lotscher, H., Finne, J., Glycoconjugate J. 1989 6, 101). In Muttermilch kommen sowohl die αl,3/4-Fucosyltransferase als auch die l,3-Fucosyltransferase vor. Fünf unterschiedliche humane αl,3/4-Fucosyltransferasen, FucT III bis FucT VII, wurden bereits geklont. Die in vivo Selektivität dieser humanen Fucosyltransferasen, die in BHK Zellen exprimiert wurden, konnte bereits aufgeklärt werden (Grabenhorst, E., Nimtz, M., Costa, J. and Conradt, H. S., J. Biol. Chem. 1998, 273, 30985). Die aus Muttermilch gewonnene ocl,3/4-FucT (E.C. 2.4.1.65) bildet dabei eine Ausnahme der "ein Enzym pro Bindung" Hypothese, da sowohl der Transfer von Fucose auf Galßl→θGlcNAc (Typ I) als auch Galßl→4GlcNAc (Typ II) Strukturen katalysiert wird, um Verbindungen vom Lea - bzw. Lex -Typ zu erzeugen, wie dies auch in Fig. 2 gezeigt ist. Die Fucosyltransferase FucT V ist der l,3/4-FucT aus Muttermilch sehr ähnlich, da sowohl Typ I- als auch Typ Ü-Akzeptoren als Substrate verwendet werden (vgl. Fig. 2). FucT V stellt ein wichtiges industrielles Enzym dar, welches bereits in der industriellen Produktion von Sialyl Lewis" eingesetzt wurde. Die Sialyltransferasen katalysieren den Transfer von N-Acetylneuraminsäure von CMP-Neu5Ac zu Hydroxylgruppen in der Nähe des nichtreduzierenden Endes von Oligosaccharidketten der Glycoproteine oder Glycolipide (Paulson, J. C, and Colley, K. J., J. Biol. Chem. 1989, 264, 17615; Harduin-Lepers, A., Recchi, M.-A., Delannoy, P., Glycobiology 1995, 5, 741; Tsuji, S., Datta, A. K., Paulson, J. C, Glycobiology 1996, 6, v). Neuraminsäurereste auf Zelloberflächen spielen eine bedeutende Rolle als antigene Determinanten, als Liganden für zelluläre Adhäsionsvorgänge und als Rezeptoren für Viren und Bakterien (Keim, S., Schauer, R., Int. Rev. Cytol. 1997, 175, 137). Bis heute wurden 16 unterschiedliche Sialyltransferasen in Säugetieren, sowie mehrere bakterielle und virale Sialyltransferasen identifiziert. Dabei lassen sich α2,3-, α2,6- and α2,8-Sialyltransferasen unterscheiden. Eine systematische Einteilung der Sialyltransferasen wurde auf der Basis der Regiochemie der sialylierten Reaktionsprodukte und der Akzeptor-Substrate vorgeschlagen (Tsuji, S., Datta, A. K., Paulson, J. C, Glycobiology 1996, 6, v). Zwei unterschiedliche rekombinante α2,3-Sialyltransferasen und eine α2,6-Sialyltransferase aus Rattenleber sind bereits in 100 mU Mengen für präparative Arbeiten kommerziell verfügbar. α2,3-SialT (α2,3-SialT, E.C. 2.4.99.6, ST3Gal UI) aus Rattenleber überträgt Neuraminsäure von CMP- Neuraminsäure auf die 3-OH-Funktion terminaler Gal-Reste in Galßl- 4GlcNAc oder Galßl→θGlcNAc Sequenzen, wie dies auch in Fig. 3 dargestellt ist, während α2,6-SialT (α2,6- SialT, E.C. 2.4.99.1) Neuraminsäure auf die 6-OH-Funktion terminaler Gal Reste in Galßl- 4GlcNAc überträgt (vgl. hierzu Fig. 4) (Harduin-Lepers, A., Recchi, M.-A., Delannoy, P., Glycobiology 1995, 5, 741; Tsuji, S., Datta, A. K., Paulson, J. C, Glycobiology 1996, 6, v).Many of the antigenic oligosaccharides found on cell surfaces, such as blood group antigens, are fucosylated. In addition to sialylation, fucosylation is often the last step in the in vivo modification of oligosaccharides. Fucosylated cell surface oligosaccharides are involved in a large number of intercellular recognition processes (Macher, BA, Holmes, EH, Swiedler, SJ, Stults, C. L, Srnka, CA, Glycobiology 1991, 1, 577; Hakomori, S.-L, Adv. Cancer. Res. 1989, 52, 257; Feizi, T., Nature 1985, 314, 53). The α1, 3/4-fucosyltransferases catalyze the transfer of fucose residues from GDP-fucose to the 3- or 4-OH group of a variety of ß-D-galactose-containing structures to form the Le a and Le x blood group antigens (Macher , BA, Holmes, EH, Swiedler, SJ, Stults, C. I, Srnka, CA, Glycobiology 1991, 1, 577; Natsuka, S., Löwe, JB Curr. Opin. Struct. Biol. 1994, 4, 683; Oriol, R., Mollicone, R., Cailleau, A., Balanzino, L., Breton, C, Glycobiology 1999, 9, 323; Watkins, WM, Carbohydr. Res. 1986, 149, 1). Breast milk is by far the most important source for the isolation of the preparative α1, 3/4 fucosyltransferases (Eppenberger-Castori, S., Lotscher, H., Finne, J., Glycoconjugate J. 1989 6, 101). Both the α1, 3/4-fucosyltransferase and the 1,3, fucosyltransferase occur in breast milk. Five different human αl, 3/4 fucosyltransferases, FucT III to FucT VII, have already been cloned. The in vivo selectivity of these human fucosyltransferases, which were expressed in BHK cells, has already been elucidated (Grabenhorst, E., Nimtz, M., Costa, J. and Conradt, HS, J. Biol. Chem. 1998, 273, 30985 ). The ocl, 3/4-FucT (EC 2.4.1.65) obtained from breast milk is an exception to the "one enzyme per bond" hypothesis, since both the transfer of fucose to Galßl → θGlcNAc (type I) and Galßl → 4GlcNAc ( Type II) structures are catalyzed to produce compounds of the Le a or Le x type, as is also shown in FIG. 2. The fucosyltransferase FucT V is very similar to the 1,3 / 4-FucT from breast milk, since both type I and type U acceptors are used as substrates (cf. FIG. 2). FucT V is an important industrial enzyme that was already used in the industrial production of Sialyl Lewis ". The sialyltransferases catalyze the transfer of N-acetylneuraminic acid from CMP-Neu5Ac to hydroxyl groups near the non-reducing end of oligosaccharide chains of the glycoproteins or glycolipids (Paulson, J.C. and Colley, KJ, J. Biol. Chem. 1989, 264, 17615 ; Harduin-Lepers, A., Recchi, M.-A., Delannoy, P., Glycobiology 1995, 5, 741; Tsuji, S., Datta, AK, Paulson, J. C, Glycobiology 1996, 6, v) , Neuraminic acid residues on cell surfaces play an important role as antigenic determinants, as ligands for cellular adhesion processes and as receptors for viruses and bacteria (Keim, S., Schauer, R., Int. Rev. Cytol. 1997, 175, 137). To date, 16 different sialyltransferases have been identified in mammals, as well as several bacterial and viral sialyltransferases. A distinction can be made between α2.3, α2.6 and α2.8 sialyltransferases. A systematic classification of the sialyltransferases based on the regiochemistry of the sialylated reaction products and the acceptor substrates has been proposed (Tsuji, S., Datta, AK, Paulson, J. C, Glycobiology 1996, 6, v). Two different recombinant α2,3-sialyltransferases and an α2,6-sialyltransferase from rat liver are already commercially available in 100 mU quantities for preparative work. α2,3-SialT (α2,3-SialT, EC 2.4.99.6, ST3Gal UI) from rat liver transfers neuraminic acid from CMP-neuraminic acid to the 3-OH function of terminal Gal residues in Galßl- 4GlcNAc or Galßl → θGlcNAc sequences, such as This is also shown in FIG. 3, while α2.6-SialT (α2.6-SialT, EC 2.4.99.1) transfers neuraminic acid to the 6-OH function of terminal Gal residues in Galßl-4GlcNAc (cf. FIG. 4 ) (Harduin-Lepers, A., Recchi, M.-A., Delannoy, P., Glycobiology 1995, 5, 741; Tsuji, S., Datta, AK, Paulson, J. C, Glycobiology 1996, 6, v ).
In Anbetracht dieser vielfältigen und wichtigen Funktionen von Glycosyltransferasen wurden verschiedene Testverfahren zum Nachweis und zur Aktivitätsbestimmung von Glycosyltransferasen entwickelt. Es werden dabei unterschiedliche Arten von Zuckernucleotiden mit verschiedenen Typen von Akzeptoren umgesetzt. Das Zuckernucleotid ist mittels 3H, 14C oder einer fluoreszierenden Gruppe markiert, nach erfolgtem Transfer durch die entsprechende Glycosyltransferase kann das nun markierte Produkt auf unterschiedlichste Weise gemessen und nachgewiesen werden, wie beispielsweise durch Messung der Radioaktivität nach C18 Sep-Pak , HPLC, Dünn¬ schichtchromatographie, Extraktion mittels organischer Lösungsmittel oder Ausschlußchromatographie (Palcic, M. M., Heerze, L. D., Pierce, M., Hindsgaul, O., Glycoconj. J. 1988, 5, 49; Salvucci, M. E., Crafts-Brandner, S. J., Anal. Biochem. 1991, 194, 365; Sadler, J. E., Beyer, T. A., Oppenheimer, C. L., Paulson, J. C, Prieels, J.-P., Rearick, J. I, Hill, R. L., Methods Enzymol. 1982, 83, 458; Gu, X. B., Gu, T. J., Yu, R. K., Analt Biochem. 1990, 185, 151; Dakour, J., Zopf, D., Lundblad, A., Analt. Biochem. 1992, 204, 210; Spicer, A. P., Olson, J. S., McDonald, J. A., J. Biol. Chem. 1997, 272, 8957; Shukla, G. S., Radin, N. S., Arch. Biochem. Biophys. 1990, 283, 372; White, A. R., Xin, Y., Pezeshk, V., Biochem. J. 1993, 294, 231; Nakamura, M., Tsunoda, A., Saito, M., Analt. Biochem. 1991, 198, 154). Andere Assays benutzen markierte Zucker- Akzeptoren (Higuchi, T., Tamura, S., Takagaki, K., Nakamura, T., Morikawa, A., Tanaka, K., Tanaka, A., Saito, Y., Endo, M., J. Biochem. and Biophys Methods. 1994, 29, 135; Lee, K. B., Desai, U. R., Palcic, M. M., Hindsgaul, O., Linhardt, R. J., Analt. Biochem. 1992, 205, 108; Liu, A. H., Liu, F., Li, Z., Gu, J. X., Chen, H. L., Cell Biol. Int. 1998, 22, 545) oder keinerlei Markierungen der Akzeptoren oder Donoren. Hierbei wird die Glycosyltransferase-Aktivität durch ELISA-basierende Methoden, gekoppelte Enzymassays, Mikrotiterplatten-basierende Fluores- zenz-Assays, Massenspektroskopie oder mittels HPLC bestimmt (Crawley, S. C, Hindsgaul, O., Alton, G., Pierce, M., Palcic, M. M., Analt. Biochem. 1990, 185, 112; Gosselin, S., Alhussaini, M., Streiff, M. B., Takabayashi, K., Palcic, M. M., Analt. Biochem. 1994, 220, 92; Shedletzky, E., Unger, C, Delmer, D. P., Analt. Biochem. 1997, 249, 88; Kodama, H., Kajihara, Y., Endo, T., Hashimoto, H., Tetrahedron Lett. 1993, 34, 6419).In view of these diverse and important functions of glycosyltransferases, various test methods for the detection and activity determination of glycosyltransferases have been developed. Different types of sugar nucleotides are implemented with different types of acceptors. The sugar nucleotide is labeled with 3 H, 14 C or a fluorescent group.After transfer by the corresponding glycosyltransferase, the now labeled product can be measured and detected in a variety of ways, such as by measuring the radioactivity according to C18 Sep-Pak, HPLC, thin ¬ layer chromatography, extraction using organic solvents or exclusion chromatography (Palcic, MM, Heerze, LD, Pierce, M., Hindsgaul, O., Glycoconj. J. 1988, 5, 49; Salvucci, ME, Crafts-Brandner, SJ, Anal. Biochem. 1991, 194, 365; Sadler, JE, Beyer, T. A., Oppenheimer, CL, Paulson, J. C, Prieels, J.-P., Rearick, J. I, Hill, RL, Methods Enzymol. 1982, 83, 458; Gu, XB, Gu, TJ, Yu, RK, Analt Biochem. 1990, 185, 151; Dakour, J., Zopf, D., Lundblad, A., Analt. Biochem. 1992, 204, 210; Spicer, AP, Olson, JS, McDonald, JA, J. Biol. Chem. 1997, 272, 8957; Shukla, GS, Radin, NS, Arch. Biochem. Biophys. 1990, 283, 372; White, AR, Xin, Y., Pezeshk, V., Biochem. J. 1993, 294, 231; Nakamura, M., Tsunoda, A., Saito, M., Analt. Biochem. 1991, 198, 154). Other assays use labeled sugar acceptors (Higuchi, T., Tamura, S., Takagaki, K., Nakamura, T., Morikawa, A., Tanaka, K., Tanaka, A., Saito, Y., Endo, M., J. Biochem. And Biophys Methods. 1994, 29, 135; Lee, KB, Desai, UR, Palcic, MM, Hindsgaul, O., Linhardt, RJ, Analt. Biochem. 1992, 205, 108; Liu, AH, Liu, F., Li, Z., Gu, JX, Chen, HL, Cell Biol. Int. 1998, 22, 545) or no markings of the acceptors or donors. The glycosyltransferase activity is determined by ELISA-based methods, coupled enzyme assays, microtiter plate-based fluorescence assays, mass spectroscopy or by means of HPLC (Crawley, S.C, Hindsgaul, O., Alton, G., Pierce, M. , Palcic, MM, Analt. Biochem. 1990, 185, 112; Gosselin, S., Alhussaini, M., Streiff, MB, Takabayashi, K., Palcic, MM, Analt. Biochem. 1994, 220, 92; Shedletzky, E., Unger, C, Delmer, DP, Analt. Biochem. 1997, 249, 88; Kodama, H., Kajihara, Y., Endo, T., Hashimoto, H., Tetrahedron Lett. 1993, 34, 6419) ,
Nachteil der bisher verfügbaren Testverfahren zur Untersuchung der enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität ist deren begrenzte Sensitivität und Spezifität sowie deren mangelhafte Einsetzbarkeit zum Screenen einer größeren Anzahl von Proben (High Throughput System = HTS) wie es für eine diagnostische Anwendung, beispielsweise für die Diagnostik von Tumoren (Vorsorge, intraoperative Schnelldiagnostik, Verlaufskontrolle und Nachsorge), wünschenswert wäre.Disadvantages of the test methods available hitherto for the investigation of the enzymatic glycosyltransferase activity are their limited sensitivity and specificity as well as their inadequate usability for screening a large number of samples (High Throughput System = HTS) as is required for a diagnostic application, for example for the diagnosis of tumors ( Preventive care, intraoperative rapid diagnosis, follow-up and follow-up) would be desirable.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Nachweis oder Screenen der enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität bereitzustellen, das die vorstehend genannten Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik überwindet und insbesondere auch im HTS und in der Diagnostik von Krankheiten einsetzbar ist.The object of the invention is to provide a method for the detection or screening of the enzymatic glycosyltransferase activity which overcomes the above-mentioned disadvantages of the methods according to the prior art and can also be used in particular in HTS and in the diagnosis of diseases.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in einem ersten Aspekt gelöst durch ein Verfahren zum Nachweis der enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität in einer Probe, wobei die Probe zusammen mit einem Glycosyldonor und einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird, undAccording to the invention, the object is achieved in a first aspect by a method for detecting the enzymatic glycosyltransferase activity in a sample, wherein the sample is reacted together with a glycosyl donor and a carrier, in particular a cellulose membrane, immobilized glycosyl acceptor, and
bei Anwesenheit einer enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität ein Transfera- seprodukt nachgewiesen wird.in the presence of an enzymatic glycosyltransferase activity, a transferase product is detected.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Glycosyldonor im Überschuß vorhanden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Überschuß mindestens dem zweifachen Km- Wert der nachzuweisenden Glycosyltransferase entspricht.In one embodiment it is provided that the glycosyl donor is present in excess. In a preferred embodiment it is provided that the excess corresponds to at least twice the Km value of the glycosyltransferase to be detected.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Glycosylakzeptor ausgewählt ist aus der Gruppe, die Monosaccharide, Oligosaccharide, Polysaccharide und Glycokonjugate umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Glykosylakzeptor ein Teil eines Oligosaccharides ist.In one embodiment it is provided that the glycosyl acceptor is selected from the group comprising monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and glycoconjugates. In a preferred embodiment it is provided that the glycosyl acceptor is part of an oligosaccharide.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Glycokonjugat ausgewählt ist aus der Gruppe, die Glycoproteine, Glycopeptide und Glycolipide umfasst.In a further preferred embodiment it is provided that the glycoconjugate is selected from the group comprising glycoproteins, glycopeptides and glycolipids.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Glycokonjugat ein Lactosaminderivat, insbesondere ein N-Acetyl-Lactosaminderivat ist.In a particularly preferred embodiment it is provided that the glycoconjugate is a lactosamine derivative, in particular an N-acetyllactosamine derivative.
In einer Ausfuhrungsform ist vorgesehen, dass der Glycosylakzeptor direkt oder über ein Linkersystem an der Membran immobilisiert ist.In one embodiment it is provided that the glycosyl acceptor is immobilized on the membrane directly or via a linker system.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Linkersystem ausgewählt ist aus der Gruppe, die durch Licht spaltbare Linker (Photolinker) und Esterlinker umfasst. Besonders bevorzugt sind Carbonsäureester-Linker und ganz besonders bevorzugt sind Glycinesterlinker.In a preferred embodiment it is provided that the linker system is selected from the group comprising light cleavable linkers (photolinkers) and ester linkers. Carboxylic ester linkers are particularly preferred and glycine ester linkers are very particularly preferred.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Glycosyldonor ein Nucleotidzucker ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Nucleotidzucker ausgewählt ist aus der Gruppe, die UDP-Gal, UDP-GalNAc, UDP-Glc, UDP-GlcNAc, UDP-Xyl, UDP-GluA, , GDP-Man, GDP-Fuc sowie CMP-NeuAc umfasst. Besonders bevorzugt ist der Nukleotidzucker CMP-NeuAc.In a further embodiment it is provided that the glycosyl donor is a nucleotide sugar. In a preferred embodiment it is provided that the nucleotide sugar is selected from the group consisting of UDP-Gal, UDP-GalNAc, UDP-Glc, UDP-GlcNAc, UDP-Xyl, UDP-GluA,, GDP-Man, GDP-Fuc and CMP-NeuAc includes. The nucleotide sugar CMP-NeuAc is particularly preferred.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Glycosyldonor eine Markierung oder eine chemoselektive Funktion trägt, wobei diese bevorzugterweise eine spätere Markierung ermöglicht.In one embodiment it is provided that the glycosyl donor carries a label or a chemoselective function, which preferably enables later labeling.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Markierung ausgewählt ist aus der Gruppe, die Fluoreszenz-Markierungen, Radioaktivitäts-Markierungen, Enzymaktivitäts- Markierung und Chemilumineszenz-Markierungen umfasst.In a preferred embodiment it is provided that the label is selected from the group comprising fluorescence labels, radioactivity labels, enzyme activity labels and chemiluminescence labels.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Glycosyltransferase ausgewählt ist aus der Gruppe, die Galactosyltransferasen, Fucosyltransferasen, Sialyltransferasen, Gluco- syltransferasen, N-Acetylglucosaminyltransferasen, N-Acetylgalactosaminyltransferasen, Glucu- ronyltransferasen und Glucosamintransferasen umfasst.In a further embodiment it is provided that the glycosyltransferase is selected from the group comprising galactosyltransferases, fucosyltransferases, sialyltransferases, glucosyltransferases, N-acetylglucosaminyltransferases, N-acetylgalactosaminyltransferases, glucuronyltransferases and glucosamine transferases.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist vorgesehen, dass die Galactosyltransferase eine beta- 1,3- oder beta-l,4-Galactosyltransferase ist.In a preferred embodiment it is provided that the galactosyltransferase is a beta-1,3- or beta-1,4-galactosyltransferase.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fucosyltransferase ausgewählt ist aus der Gruppe, die alpha-l,3/4-Fucosyltransferasen und alpha-1,2- Fucosyltransferasen umfasst.In an alternative preferred embodiment it is provided that the fucosyltransferase is selected from the group comprising alpha-1, 3/4 fucosyltransferases and alpha-1,2-fucosyltransferases.
In einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sialyltrans- ferase ausgewählt ist aus der Gruppe, die alpha-2,3-Sialyltransferasen und alρha-2,6- Sialyltransferasen umfasst.In a further alternative preferred embodiment it is provided that the sialyltransferase is selected from the group comprising alpha-2,3-sialyltransferases and alρha-2,6-sialyltransferases.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Probe ausgewählt ist aus der Gruppe, die menschliche, tierische, pflanzliche und mikrobielle Proben umfasst. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist vorgesehen, dass die Probe ausgewählt ist aus der Gruppe, die Gewebe und Körperflüssigkeiten umfasst.In one embodiment it is provided that the sample is selected from the group comprising human, animal, plant and microbial samples. In a preferred embodiment it is provided that the sample is selected from the group comprising tissue and body fluids.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gewebe Golgi- Apparat enthaltendes Gewebe ist.In a very particularly preferred embodiment it is provided that the tissue is tissue containing Golgi apparatus.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Probe ausgewählt ist aus der Gruppe, die Zellysate, Gewebelysate, Organlysate, Extrakte, Rohextrakte, gereinigte Präparate und ungereinigte Präparate umfasst.In a further embodiment it is provided that the sample is selected from the group comprising cell lysates, tissue lysates, organ lysates, extracts, crude extracts, purified preparations and unpurified preparations.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Körperflüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe, die Muttermilch, Urin, Sputum, Speichel, Serum und Lymphflüssigkeit umfasst.In a further preferred embodiment it is provided that the body fluid is selected from the group comprising breast milk, urine, sputum, saliva, serum and lymph fluid.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum parallelen Nachweis der enzymatischen Aktivität von Glycosyltransferase(n) in einer Vielzahl von Proben, dadurch gekennzeichnet, dass für eine jede Probe das erfindungsgemäße Verfahren parallel durchgeführt wird.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a method for parallel detection of the enzymatic activity of glycosyltransferase (s) in a large number of samples, characterized in that the method according to the invention is carried out in parallel for each sample.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen des Glycosyltransferase-Musters einer Probe wobei vorgesehen ist, dassIn a further aspect of the invention, the object is achieved by a method for determining the glycosyltransferase pattern of a sample, it being provided that
ein Aliquot einer Probe zusammen mit einer ersten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird, undan aliquot of a sample is reacted together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and it is determined whether a transferase product is formed, and
ein weiteres Aliquot einer Probe zusammen mit einer zweiten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, das Transferaseprodukt zu bestimmen, wobei die Bestimmung des Transferaseproduktes bevorzugterweise dessen biologische und/oder chemische und/oder physikalische Charakterisierung umfasst.another aliquot of a sample is reacted together with a second combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and it is determined whether a transferase product is formed. In one embodiment it is provided that the method further comprises the step of determining the transferase product, the determination of the transferase product preferably comprising its biological and / or chemical and / or physical characterization.
In einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen der Substratspezifität einer Glycosyltransferase, wobeiIn a still further aspect of the invention, the object is achieved by a method for determining the substrate specificity of a glycosyltransferase, wherein
die Glycosyltransferase in einer Probe bereitgestellt wird,the glycosyltransferase is provided in a sample,
ein Aliquot der Probe zusammen mit einer ersten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird, undan aliquot of the sample is reacted together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and it is determined whether a transferase product is formed, and
ein weiteres Aliquot der Probe zusammen mit einer zweiten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird.another aliquot of the sample is reacted together with a second combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and it is determined whether a transferase product is formed.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, das Transferaseprodukt zu bestimmen, wobei die Bestimmung des Transferaseproduktes bevorzugterweise dessen biologische und/oder chemische und/oder physikalische Charakterisierung umfasst.In one embodiment it is provided that the method further comprises the step of determining the transferase product, the determination of the transferase product preferably comprising its biological and / or chemical and / or physical characterization.
In einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines der erfindungsgemäßen Verfahren zur Diagnose und/oder Verlaufskontrolle von Krankheiten, die mit einer veränderten Glycosyltransferase-Aktivität verbunden sind.In one aspect of the invention, the object is achieved by using one of the methods according to the invention for diagnosing and / or monitoring the course of diseases which are associated with an altered glycosyltransferase activity.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Krankheit ausgewählt ist aus der Gruppe, die Leberzirrhose, Immunschwächekrankheiten, lysosomale Speicherkrankheiten und Tumorerkrankungen umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Tumorerkrankung ausgewählt ist aus der Gruppe, die menschliche und tierische Karzinome umfasst.In one embodiment it is provided that the disease is selected from the group comprising cirrhosis of the liver, immune deficiency diseases, lysosomal storage diseases and tumor diseases. In a preferred embodiment it is provided that the tumor disease is selected from the group comprising human and animal carcinomas.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Karzinom ausgewählt ist aus der Gruppe, die Melanome, Mammakarzinome, Colonkarzinome, Choriokarzinome, He- patomokarzinome und Blasenkrebs umfasst.In a particularly preferred embodiment it is provided that the carcinoma is selected from the group comprising melanomas, breast carcinomas, colon carcinomas, choriocarcinomas, hematoma carcinomas and bladder cancer.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die einzelnen Reaktionsschritte parallel, bevorzugterweise hochparallel, ausgeführt werden.In one embodiment of the method according to the invention it is provided that the individual reaction steps are carried out in parallel, preferably highly parallel.
Eine Anwendung dieser Ausführungsform stellt ein High Throughput System dar, bei dem für eine Vielzahl von Reaktionsansätzen gleichzeitig der Nachweis der enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität, die Bestimmung des Glycosyltransferase-Musters und/oder die Bestimmung der Substratspezifität einer Glycosyltransferase erfolgt.One application of this embodiment is a high throughput system in which the detection of the enzymatic glycosyltransferase activity, the determination of the glycosyltransferase pattern and / or the determination of the substrate specificity of a glycosyltransferase is carried out simultaneously for a large number of reaction batches.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Identifizierung einer die Expression einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung umfassend die folgenden Schritte:In a further aspect, the object is achieved by a method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase, comprising the following steps:
Bereitstellen einer Kandidaten- Verbindung,Providing a candidate connection,
Testen der Kandidaten-Verbindung hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die Expression einer Glycosyltransferase in einem Expressionssystem zu beeinflussen, wobeiTesting the candidate compound for its ability to affect the expression of a glycosyltransferase in an expression system, wherein
die Expression der Glycosyltransferase bestimmt wird, indem ein auf einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierter Glycosylakzeptor und ein Glycosyldonor in dem Expressionssystem vorhanden sind,the expression of the glycosyltransferase is determined in that a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and a glycosyl donor are present in the expression system,
und die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Transferase-Produktes nachgewiesen wird.and the presence or absence of a transferase product is detected.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verbindung die Expression der Glycosyltransferase inhibiert. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Expression die Transkription ist.In one embodiment it is provided that the compound inhibits the expression of the glycosyltransferase. In a further embodiment it is provided that the expression is the transcription.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Expression die Translation ist.In an alternative embodiment it is provided that the expression is translation.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Identifizierung einer die Aktivität einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung umfassend die folgenden Schritte:In a further aspect of the invention, the object is achieved by a method for identifying a compound influencing the activity of a glycosyltransferase, comprising the following steps:
Bereitstellen einer Kandidaten- Verbindung,Providing a candidate connection,
Testen der Kandidaten- Verbindung hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die Aktivität einer Glycosyltransferase in einem Reaktionsansatz zu beeinflussen, wobeiTesting the candidate compound for its ability to affect the activity of a glycosyltransferase in a reaction, where
die Glycosyltransferase-Aktivität bestimmt wird, indem ein auf einem Träger, insbesondere einer Zellulosemembran, immobilisierter Glycosylakzeptor und ein Glycosyldonor in dem Reaktionsansatz vorhanden sind,the glycosyltransferase activity is determined in that a glycosyl acceptor immobilized on a support, in particular a cellulose membrane, and a glycosyl donor are present in the reaction mixture,
und die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Transferase-Produktes nachgewiesen wird.and the presence or absence of a transferase product is detected.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verbindung die Aktivität der Glycosyltransferase inhibiert.In one embodiment it is provided that the compound inhibits the activity of the glycosyltransferase.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Teilschritte des Verfahrens zur Identifizierung einer die Expression einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung und/oder die Teilschritte des Verfahrens zur Identifizierung einer die Aktivität einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung parallel mit mindestens zwei verschiedenen Kandidaten- Verbindungen durchgeführt werden.In a further embodiment it is provided that the substeps of the method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase and / or the substeps of the method for identifying a compound influencing the activity of a glycosyltransferase are carried out in parallel with at least two different candidate compounds.
In einer noch weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Kandidatenverbindung in einer Bibliothek von Verbindungen enthalten ist, bevorzugterweise einer Bibliothek von niedermolekularen Verbindungen. In einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen erfindungsgemäßen Kit für den Nachweis einer enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität umfassend mindestens einen auf einem Träger, bevorzugterweise einer Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptor.In a still further embodiment of the method according to the invention it is provided that the candidate compound is contained in a library of compounds, preferably a library of low molecular weight compounds. In one aspect of the invention, the object is achieved by a kit according to the invention for the detection of an enzymatic glycosyltransferase activity comprising at least one glycosyl acceptor immobilized on a support, preferably a cellulose membrane.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kit einen Glycosyldonor umfasst.In one embodiment it is provided that the kit comprises a glycosyl donor.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kit mindestens einen weiteren Bestandteil umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die Puffer, Glycosyldonor(en), Glycosylak- zeptor(en) und Glycosyltransferase(n) umfasst.In a further embodiment it is provided that the kit comprises at least one further component which is selected from the group comprising buffers, glycosyl donor (s), glycosyl acceptor (s) and glycosyl transferase (s).
Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass mit der Immobilisierung eines Glycosylakzeptors auf einem Träger, insbesondere einer Membran und bevorzugterweise einer Zellulosemembran, ein in höchstem Maße empfindliches Verfahren zur Untersuchung der Aktivität von Glycosyltransferasen im weitesten Sinne zur Verfügung steht. Die hohe Empfindlichkeit und Selektivität des Verfahrens erlaubt die Bestimmung der Glycosyltransferase- Aktivitäten für all jene Fälle, in denen das Probenmaterial nur eingeschränkt zur Verfügung steht, wie beispielsweise in Rohextrakten. Gleichzeitig liegt ein Vorteil bei der erfindungsgemä- ßen Verfahren darin, dass eben infolge dieser hohen Empfindlichkeit das Verfahren für hochparallele Analysenverfahren (engl. high throughput screening) geeignet ist. Die Untersuchung der enzymatischen Aktivität von Glycosyltransferasen kann dabei in verschiedene Aspekte unterteilt werden. Ein Aspekt des Verfahrens betrifft den Nachweis einer oder der enzymatischen Glyco- syltransferase-Aktivitäten in einer Probe, ein zweiter Aspekt die Bestimmung des Glycosyltrans- ferase-Aktivitäts-Musters einer Probe und ein weiterer Aspekt die Bestimmung der Substratspe- zifität einer Glycosyltransferase. All diesen Verfahren ist die vorstehend erwähnte Verwendung des immobilisierten Glycosylakzeptors gemein und bedingt die überraschenden Vorteile des Systems.The present invention is based on the surprising finding that immobilizing a glycosyl acceptor on a support, in particular a membrane and preferably a cellulose membrane, provides a highly sensitive method for studying the activity of glycosyltransferases in the broadest sense. The high sensitivity and selectivity of the method allows the determination of the glycosyltransferase activities for all cases in which the sample material is only available to a limited extent, such as in crude extracts. At the same time, one advantage of the method according to the invention is that it is precisely because of this high sensitivity that the method is suitable for high-parallel analysis methods (high throughput screening). The investigation of the enzymatic activity of glycosyltransferases can be divided into different aspects. One aspect of the method relates to the detection of one or the enzymatic glycosyltransferase activities in a sample, a second aspect to the determination of the glycosyltransferase activity pattern of a sample and a further aspect to the determination of the substrate specificity of a glycosyltransferase. All of these processes share the above-mentioned use of the immobilized glycosyl acceptor and cause the surprising advantages of the system.
Der Begriff Nachweis einer Glycosyltransferase-Aktivität in einer Probe beschreibt hierin allgemein einen Nachweis und umfasst sowohl einen qualitativen wie auch einen quantitativen Nachweis einer Glycosyltransferase-Aktivität. Die Art der Glycosyltransferase, die bei dem gewählten Ansatz bestimmt werden kann, hängt zum einen von dem verwendeten Glycosyldonor bzw. dem immobilisierten Glycosylakzeptor und zum anderen von den gewählten Reaktionsbe- dingungen ab, die bei dem Nachweisverfahren gewählt werden. Es ist im Rahmen der Kenntnisse des Fachmannes auf diesem Gebiet, die möglichen Glycosyldonoren, die möglichen Glycosylak- zeptoren und die spezifischen Reaktionsbedingungen für die jeweils nachzuweisende Glycosyltransferase-Aktivität auszuwählen und damit die Spezifität des Nachweises einer bestimmten Glycosyltransferase-Aktivität zu gewährleisten.The term detection of glycosyltransferase activity in a sample generally describes detection here and includes both qualitative and quantitative detection of glycosyltransferase activity. The type of glycosyltransferase that can be determined in the chosen approach depends on the one hand on the glycosyl donor or immobilized glycosyl acceptor used and on the other hand on the chosen reaction methods. conditions that are chosen in the verification procedure. It is within the knowledge of the person skilled in the art in this field to select the possible glycosyl donors, the possible glycosyl acceptors and the specific reaction conditions for the glycosyltransferase activity to be detected in each case and thus to ensure the specificity of the detection of a specific glycosyltransferase activity.
Bei der Bestimmung des Glycosyltransferase-Aktivitäts-Musters einer Probe wird davon ausgegangen, dass eine oder mehrere Glycosyltransferasen in der Probe enthalten sind. Durch Verwendung verschiedener Kombinationen von Glycosyldonor und Glycosylakzeptor können dabei die enzymatischen Aktivitäten verschiedener Glycosyltransferasen bestimmt werden. Es ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, verschiedene Kombinationen von Glycosyldonor(en) und Glycosylakzeptor(en) zu verwenden mit dem Ziel, auch ohne Kenntnis der spezifischen Kombinationen) für die einzelne(n) nachzuweisende(n) Glycosyltransferase-Aktivität(en), ein durch die Kombinationen bedingtes Muster bestehend aus den Parametern Glycosyldonor und Glycosylakzeptor zu generieren. Ein derartiges Muster kann für eine bestimmte Probe durchaus spezifisch sein und die Wiedererkennung eines bestimmten Zustandes, z. B. eines Krankheitszustandes, oder die Art einer spezifischen Probe zu identifizieren erlauben, ohne dass die tatsächlichen Spe- zifitäten der in der Probe enthaltenen Glycosyltransferase notwendigerweise bekannt sein müssen.When determining the glycosyltransferase activity pattern of a sample, it is assumed that one or more glycosyltransferases are contained in the sample. By using different combinations of glycosyl donor and glycosyl acceptor, the enzymatic activities of different glycosyl transferases can be determined. It is also within the scope of the present invention to use different combinations of glycosyl donor (s) and glycosyl acceptor (s) with the aim, even without knowledge of the specific combinations, for the individual glycosyltransferase activity (s) to be detected. to generate a pattern due to the combinations consisting of the parameters glycosyl donor and glycosyl acceptor. Such a pattern can be quite specific for a certain sample and the recognition of a certain state, e.g. B. a disease state, or to identify the type of a specific sample, without the actual specificities of the glycosyltransferase contained in the sample necessarily having to be known.
Bei der Bestimmung der Substratspezifität einer Glycosyltransferase wird davon ausgegangen, dass eine Glycosyltransferase bzw. mehrere Glycosyltransferasen in einer Probe vorhanden sind und die Substratspezifität zumindest einer der Glycosyltransferasen bestimmt wird. Die Substratspezifität kann dabei sowohl hinsichtlich des Glycosyldonors wie auch des Glycosylakzeptors bestimmt werden. In beiden Fällen wird eine Anzahl von möglichen Glycosyldonoren bzw. Glycosylakzeptoren in einem entsprechenden Ansatz unter Verwendung des jeweils immobilisierten Glycosylakzeptors verwendet werden. Aus der Kombination verschiedener Glycosyldonoren und Glycosylakzeptoren kann sodann die Substratspezifität der zu untersuchenden Glycosyltransferase^) bestimmt, d. h. abgeleitet, werden.When determining the substrate specificity of a glycosyltransferase, it is assumed that one glycosyltransferase or several glycosyltransferases are present in a sample and that the substrate specificity of at least one of the glycosyltransferases is determined. The substrate specificity can be determined both with regard to the glycosyl donor and the glycosyl acceptor. In both cases, a number of possible glycosyl donors or glycosyl acceptors will be used in a corresponding approach using the respectively immobilized glycosyl acceptor. From the combination of different glycosyl donors and glycosyl acceptors, the substrate specificity of the glycosyl transferase to be investigated can then be determined. H. be derived.
Bei dem hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren ist die Glycosyltransferase typischerweise in einer Probe enthalten bzw. die Probe ist eine solche, in der möglicherweise eine Glycosyltransferase vorhanden ist. Typischerweise wird eine vorbestimmte Probenmenge mit markiertem Glycosyldonor und dem auf der bevorzugterweise verwendeten Zellulosemembran immobilisierten Glycosylakzeptor in Kontakt gebracht. Die geeigneten Reaktionsbedingungen werden hinsichtlich der zu untersuchenden Glycosyltransferase und des anwesenden Glycosyldo- nors ausgewählt. Es ist durchaus im Rahmen der Erfindung, dass die Probe bereits den Glycosyldonor und/oder den nicht-immobilisierten Glycosylakzeptor enthält. Die Reaktionsbedingungen umfassen dabei Reaktionszeit, pH und Temperatur, die eine effektive Reaktion einer oder der Glycosyltransferase mit dem markierten Glycosyldonor und dem Glycosylakzeptor erlauben. Die Auswahl der entsprechenden Reaktionsbedingungen ist im Rahmen der Kenntnisse des Fachmannes auf diesem Gebiet und ist insbesondere für den Fall, dass eine spezifische Glycosyltransferase in einer Probe bestimmt werden soll, von dieser bekannt bzw. leicht zu bestimmen. Die üblichen Inkubationszeiten betragen dabei 5 Minuten bis 24 Stunden. Der pH- Wert und die Temperatur kann dabei, nicht zuletzt abhängig von der nachzuweisenden Glycosyltransferase, in einem weiten Bereich angesiedelt sein. Typische pH- Werte betragen pH 5 bis 8, die typischen Temperaturen betragen 20°C bis 45°C. Die Menge an eingesetztem Glycosyldonor sowie immobilisiertem Glycosylakzeptor richtet sich nach der zu untersuchenden Glycosyltransferase. Bevorzugterweise sollte die Konzentration des Glycosyldonors mindestens den zweifachen Km der zu untersuchenden Glycosyltransferase betragen, typischerweise somit 0,1 bis 10 mM.In the method according to the invention described herein, the glycosyltransferase is typically contained in a sample or the sample is one in which a glycosyltransferase may be present. Typically, a predetermined amount of sample is added labeled glycosyl donor and the glycosyl acceptor immobilized on the preferably used cellulose membrane. The appropriate reaction conditions are selected with regard to the glycosyl transferase to be investigated and the glycosyl donor present. It is entirely within the scope of the invention that the sample already contains the glycosyl donor and / or the non-immobilized glycosyl acceptor. The reaction conditions include reaction time, pH and temperature, which allow an effective reaction of one or the glycosyltransferase with the labeled glycosyl donor and the glycosyl acceptor. The selection of the corresponding reaction conditions is within the knowledge of the person skilled in the art in this field and is particularly known or easy to determine in the event that a specific glycosyltransferase is to be determined in a sample. The usual incubation times are 5 minutes to 24 hours. The pH and the temperature can be in a wide range, not least depending on the glycosyltransferase to be detected. Typical pH values are pH 5 to 8, the typical temperatures are 20 ° C to 45 ° C. The amount of glycosyl donor and immobilized glycosyl acceptor used depends on the glycosyl transferase to be investigated. The concentration of the glycosyl donor should preferably be at least twice the km of the glycosyl transferase to be investigated, typically 0.1 to 10 mM.
Die Reaktion findet vorzugsweise in einem Puffersystem statt. Als Puffer werden in der Literatur bekannte Systeme, wie beispielsweise MES, MOPS, Natrium-Kacodylat oder Tris, verwendet. Der Puffer dient dabei der Aufrechterhaltung eines für die Reaktion effektiven pH- Wertes und ggf. einer effektiven Ionenstärke. Zweiwertige Ionen, wie z. B. Ca2+, Mg2+ oder Mn2+, oder auch Detergentien können je nach Bedarf zugesetzt werden. Derartige Puffersysteme bzw. Kationen und Detergentien können weitergehende Bestandteile des erfindungsgemäßen Kits darstellen.The reaction preferably takes place in a buffer system. Systems known in the literature, such as MES, MOPS, sodium cacodylate or Tris, are used as buffers. The buffer serves to maintain an effective pH value for the reaction and, if necessary, an effective ionic strength. Divalent ions such as e.g. B. Ca 2+ , Mg 2+ or Mn 2+ , or detergents can be added as required. Such buffer systems or cations and detergents can constitute further components of the kit according to the invention.
Nicht umgesetzte Reagentien, wie beispielsweise überschüssiger Glycosyldonor, können nach erfolgter Reaktion durch einfaches Waschen der Zellulosemembran mit Pufferlösung, wie beispielsweise PBS, entfernt werden. Durch bekannte Methoden kann der Gehalt der Glycosyltransferase in der Probe aus der Menge an erhaltenem Transferaseprodukt bestimmt werden.Unreacted reagents, such as excess glycosyl donor, can be removed after the reaction by simply washing the cellulose membrane with buffer solution, such as PBS. The content of the glycosyltransferase in the sample can be determined from the amount of transferase product obtained by known methods.
Bei dem Transferaseprodukt handelt es sich typischerweise um den infolge der Glycosyltransferase-Aktivität modifizierten Glycosylakzeptor, der eine von dem Glycosyldonor stammende Gruppe oder Molekülteil aufweist. Grundsätzlich ist es jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass statt des Transferaseproduktes auch die infolge der Glycosyltransferase aufgetretene Änderung des Glycosyldonors gemessen wird, d. h. die Glycosyltransferaseaktivität aus der Differenz des vor der Umsetzung eingesetzten Glycosyldonors und der Menge des nach der Umsetzung noch enthaltenen Glycosyldonors bzw. die Menge des entstandenen, um des durch die Glycosyltransferase übertragenen Restes oder Molekülteils verringerten Glycosyldonors.The transferase product is typically the glycosyl acceptor modified as a result of the glycosyl transferase activity, which has a group or part of the molecule derived from the glycosyl donor. Basically, however, it is also within the scope of the present Invention that instead of the transferase product, the change in the glycosyl donor that occurs as a result of the glycosyl transferase is also measured, ie the glycosyl transferase activity from the difference between the glycosyl donor used before the reaction and the amount of the glycosyl donor still present after the reaction or the amount of the resultant by the the glycosyltransferase-transferred residue or molecular part of reduced glycosyl donor.
Typischerweise ist jedoch der Glycosyldonor markiert und insbesondere jener Teil, der vom Glycosyldonor von der Glycosyltransferase, sofern sie in der jeweiligen Probe in aktiver, insbesondere enzymatisch aktiver Form vorhanden ist, auf den immobilisierten Glycosylakzeptor übertragen wird. Messungen werden auf die ermittelte spezifische Aktivität des markierten Glycosyldonors, beispielsweise UDP-Gal, bezogen und liefern somit direkt die Menge an übertragenem Glycosylrest in der Reaktion. Um die spezifische Aktivität der Reaktion zu erhalten, wird eine entsprechende Standardkurve erstellt. Unter den gewählten Reaktionsbedingungen hängt der Transfer in der Regel linear von der Zeit ab, wie dargestellt in Fig. 6. Aus dieser Beziehung lässt sich die spezifische Aktivität der Glycosyltransferasereaktion berechnen.Typically, however, the glycosyl donor is marked and in particular that part which is transferred from the glycosyl donor by the glycosyl transferase, provided that it is present in the respective sample in active, in particular enzymatically active form, to the immobilized glycosyl acceptor. Measurements are based on the determined specific activity of the labeled glycosyl donor, for example UDP-Gal, and thus directly provide the amount of glycosyl residue transferred in the reaction. To maintain the specific activity of the reaction, a corresponding standard curve is created. Under the chosen reaction conditions, the transfer generally depends linearly on time, as shown in FIG. 6. From this relationship, the specific activity of the glycosyltransferase reaction can be calculated.
Unter "Transferaseprodukt" kann somit im weitesten Sinne hierin auch ein Glycosyldonor verstanden werden, von dem infolge der Glycosyltransferase-Aktivität eine Gruppe oder ein Molekülteil auf einen Glycosylakzeptor übertragen wurde. Weiterhin wird hierin unter dem Begriff der Glycosyltransferase eine jegliche enzymatische Aktivität verstanden, die zu einem Glyco- syltransfer führt. Der Begriff "Glycosyltransferase" wird hierin synonym verwendet zu dem Begriff "Glycosyltransferase-Aktivität". Es ist somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass eine Glycosyltransferase beispielsweise auch ein solches Protein ist, welches neben der Glycosyltransferase-Aktivität noch weitere enzymatische Aktivitäten aufweist."Transferase product" can thus be understood in the broadest sense to mean a glycosyl donor, of which a group or a part of a molecule has been transferred to a glycosyl acceptor as a result of the glycosyl transferase activity. Furthermore, the term “glycosyl transferase” is understood here to mean any enzymatic activity which leads to a glycosyl transfer. The term "glycosyltransferase" is used synonymously with the term "glycosyltransferase activity". It is therefore within the scope of the present invention that a glycosyltransferase is, for example, also a protein which, in addition to the glycosyltransferase activity, also has further enzymatic activities.
Die gewählte Methode zur Bestimmung des markierten Transferase-Produktes hängt von der Art der Markierung des Glycosyldonors bzw. der vom Glycosyldonor infolge der Glycosyltransferase-Aktivität auf den Glycosylakzeptor übertragenen Restes ab. Falls es sich bei der Markierung um eine Fluoreszenzmarkierung handelt, kann die Glycosyltransferase-Aktivität direkt durch Messung der Fluoreszenzintensität bestimmt werden. Bei radioaktiver Markierung, beispielsweise durch 3H, 14C oder 32P, kann die Glycosyltransferase-Aktivität entsprechend durch Messung der Radioaktivität ermittelt werden. Geeignete Messverfahren können dabei durch Scintillations- zähler oder durch Autoradiographie erfolgen. Autoradiographie könnte beispielsweise insbeson- dere dann angezeigt sein, wenn es sich bei dem Verfahren zum Nachweis einer oder der enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität um ein solches handelt, das auf einem Biochip durchgeführt wird, bei dem eine Vielzahl von Glycosylakzeptoren auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind und sich die Reaktionsparameter an distinkten Orten des Biochips unterscheiden mit der Folge, dass unterschiedliche Transferaseprodukte entstehen können.The method chosen for determining the labeled transferase product depends on the type of labeling of the glycosyl donor or on the residue transferred from the glycosyl donor to the glycosyl acceptor as a result of the glycosyltransferase activity. If the label is a fluorescent label, the glycosyltransferase activity can be determined directly by measuring the fluorescence intensity. With radioactive labeling, for example by 3 H, 14 C or 32 P, the glycosyltransferase activity can be determined accordingly by measuring the radioactivity. Suitable measuring methods can be carried out by scintillation counters or by autoradiography. For example, autoradiography could which should be indicated if the method for the detection of one or the enzymatic glycosyltransferase activity is one which is carried out on a biochip in which a multiplicity of glycosyl acceptors are arranged on a common carrier and the reaction parameters are distinct Locations of the biochip differ with the consequence that different transferase products can arise.
Wie in einer Ausführungsform vorgesehen, können spaltbare Linkersysteme zwischen Glycosylakzeptor und dem Träger, insbesondere der Zellulosemembran, verwendet werden. Infolge der Spaltbarkeit können die Transferaseprodukte von der Membran abgespalten werden und anschließend durch übliche Analysetechniken wie Massenspektroskopie, NMR, DC, HPLC etc. nachgewiesen werden. Die im Rahmen der erfmdungsgemäßen Verfahren verwendeten Nachweisverfahren sind den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt, wie vorstehend ausgeführt. Neben den vorstehend genannten Nachweisverfahren ist es auch möglich, durch Massenänderung des immobilisierten Glycosylakzeptors eine Transferaseaktivität bzw. ein Transferaseprodukt in Form des infolge der Glycosyltransferase-Aktivität modifizierten immobilisierten Glycosylakzeptors mittels Plasmonresonanz nachzuweisen, da bei Plasmonresonanz eine minimale Massenänderung von ca. 180 Da erforderlich ist und somit diese Technik zum Nachweis eines Transfers von Monosacchariden durch die nachzuweisende Glycosyltransferase anwendbar ist.As provided in one embodiment, cleavable linker systems can be used between the glycosyl acceptor and the support, in particular the cellulose membrane. As a result of the cleavage, the transferase products can be cleaved from the membrane and then detected by conventional analysis techniques such as mass spectroscopy, NMR, DC, HPLC etc. The detection methods used in the context of the methods according to the invention are known to those skilled in the art, as stated above. In addition to the detection methods mentioned above, it is also possible to detect a transferase activity or a transferase product in the form of the immobilized glycosyl acceptor modified as a result of the glycosyltransferase activity by means of plasmon resonance by changing the mass of the immobilized glycosyl acceptor, since a minimal mass change of approximately 180 Da is required for plasmon resonance this technique can therefore be used to detect a transfer of monosaccharides by the glycosyltransferase to be detected.
Die Glycosyldonoren können ebenso eine oder mehrere reaktive Funktionalitäten (optional mit Schutzgruppen versehen) tragen, die, nach erfolgtem Transfer der reaktiven Funktionalität auf den immobilisierten Glycosylakzeptor (optional nach Abspaltung der Schutzgruppe) zusammen mit dem von der Glycosyltransferase übertragenen Gruppe oder Molekülteil des Glycosyldonors, zunächst chemoselektiv mit einer funktionalisierten Markierung zur Reaktion gebracht und anschließend analysiert wird. Hierzu können eine Reihe von Reaktionen verwendet werden, die dem Fachmann auf diesem Gebiet als solche bekannt sind (Lemieux, G.A. & Bertozzi, C.R., 1998, Chemoselective ligation reactions with proteins, oligosaccharides and cells, TIBTECH, 16, 506-513). Beispiele für geeignete Reaktionen sind die Bildung von Thiazolidinen aus Aldehyden und 1,2-Aminothiolen, von Oxazo lidinen aus Aldehyden/Ketonen und 1,2-Aminoalkoholen, von hnidazolen aus Aldehyden/Ketonen und 1,2-Diaminen, von Thiazolen aus Thioamiden und al- pha-Halo-Ketonen, von A inothiazolen aus Amino-oxy-Verbindungen und alpha- Isothiocyanato-Ketonen, von Oximen aus Amino-oxy-Verbindungen und Aldehyden, von Oxi- men aus Amino-oxy-Verbindungen und Ketonen, von Hydrazonen aus Hydrazinen und Aldehyden, von Hydrazonen aus Hydraziden (vgl. Fig. 7).The glycosyl donors can also carry one or more reactive functionalities (optionally provided with protective groups) which, after the reactive functionality has been transferred to the immobilized glycosyl acceptor (optionally after the protective group has been split off) together with the group or molecular part of the glycosyl donor transferred by the glycosyl transferase, initially reacted chemoselectively with a functionalized label and then analyzed. A number of reactions can be used for this purpose, which are known to those skilled in the art as such (Lemieux, GA & Bertozzi, CR, 1998, Chemoselective ligation reactions with proteins, oligosaccharides and cells, TIBTECH, 16, 506-513). Examples of suitable reactions are the formation of thiazolidines from aldehydes and 1,2-aminothiols, of oxazolidines from aldehydes / ketones and 1,2-amino alcohols, of hnidazoles from aldehydes / ketones and 1,2-diamines, of thiazoles from thioamides and alpha-halo-ketones, from aminothiazoles from amino-oxy compounds and alpha-isothiocyanato-ketones, from oximes from amino-oxy compounds and aldehydes, from oxi Men from amino-oxy compounds and ketones, from hydrazone from hydrazines and aldehydes, from hydrazone from hydrazides (see. Fig. 7).
Die Immobilisierung der verwendeten Substrate, d. h. der Glycosylakzeptoren, geschieht durch Ausbildung einer kovalenten Bindung des Saccharid- bzw. des Glycokonjugats mit der Oberfläche des Trägers, insbesondere der Zelluloseoberfläche. Die Substrate können dabei direkt, z. B. durch Reaktion einer Aldehydfunktion des zu immobilisierenden, reduzierenden Saccharids mit einer aminofunktionalisierten Zelluloseoberfläche, durch reduktive Aminierung oder über geeignete Abstandshalter (englisch: spacer) / Linker, die eine spätere Spaltung ermöglichen, an den Träger, insbesondere an die Zellulosemembran, gebunden werden. Als Linker eignen sich insbesondere solche Systeme, die unter milden Bedingungen sowohl knüpfbar als auch spaltbar sind, d. h. unter Erhalt der glycosidischen Bindungen, wie beispielsweise photolabile Linker (T. Ast, N. Heine, L. Germeroth, J. Schneider-Mergener, H. Wenschuh, Tetrahedron Lett. 1999, 40, 4317) oder Esterlinker (R. Frank, Tetrahedron 1992, 48, 9217). Eine Übersicht über gebräuchliche und für die vorliegende Erfindung anwendbare und verwendbare Linkersysteme ist beispielsweise gegeben in B. A. Bunin, The Combinatorial Index, Academic Press, 1998, sowie in D. Obrecht, J. M. ViUalgordo, Combinatorial and parallel synthesis of small-molecular-weight compound libraries, Elsevier, 1998.Immobilization of the substrates used, i. H. of the glycosyl acceptors occurs by forming a covalent bond of the saccharide or glycoconjugate with the surface of the support, in particular the cellulose surface. The substrates can be directly, for. B. by reaction of an aldehyde function of the immobilizing, reducing saccharide with an amino-functionalized cellulose surface, by reductive amination or via suitable spacers (English: spacer) / linker, which enable later cleavage, to the support, in particular to the cellulose membrane. Systems which are both linkable and cleavable under mild conditions are particularly suitable as linkers. H. while maintaining the glycosidic bonds, such as, for example, photolabile linkers (T. Ast, N. Heine, L. Germeroth, J. Schneider-Mergener, H. Wenschuh, Tetrahedron Lett. 1999, 40, 4317) or ester linkers (R. Frank, Tetrahedron 1992, 48, 9217). An overview of common linker systems that can be used and used for the present invention is given, for example, in BA Bunin, The Combinatorial Index, Academic Press, 1998, and in D. Obrecht, JM ViUalgordo, Combinatorial and parallel synthesis of small-molecular-weight compound libraries , Elsevier, 1998.
Infolge der Abspaltbarkeit des immobilisierten Glycosylakzeptors können die erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere der Teilschritt betreffend den Nachweis eines Transferaseproduktes und damit der Nachweis des Vorhandenseins bzw. Quantifizierung der Glycosyltransferase, einen Schritt umfassen, bei dem das Transferaseprodukt oder ein Teil davon von dem Träger bzw. der Zellulosemembran abgespalten wird.As a result of the immobilization of the immobilized glycosyl acceptor, the methods according to the invention, in particular the sub-step relating to the detection of a transferase product and thus the detection of the presence or quantification of the glycosyltransferase, can comprise a step in which the transferase product or a part thereof from the carrier or the cellulose membrane is split off.
Im Rahmen der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren können vielfältige immobilisierte Glycosylakzeptoren verwendet werden. Dabei können sowohl Monosaccharide als auch Oligosaccharide und Polysaccharide als immobilisierte Glycosylakzeptoren dienen. Ebenso eignen sich Glycokonjugate wie Glycopeptide, Glycoproteine und Glycolipide. Beispiele für im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Polysaccharide als immobilisierte Glycosylakzeptoren sind Stärke, Glycogen und Chitin. Beispiele für mögliche Glycosylakzeptoren, die als Substrate für Glycosyltransferasen im Rahmen der hierin offenbarten Erfindung verwendet werden können, sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.A wide range of immobilized glycosyl acceptors can be used in the process according to the invention described herein. Both monosaccharides and oligosaccharides and polysaccharides can serve as immobilized glycosyl acceptors. Glycoconjugates such as glycopeptides, glycoproteins and glycolipids are also suitable. Examples of polysaccharides which can be used in the context of the present invention as immobilized glycosyl acceptors are starch, glycogen and chitin. Examples of possible glycosyl acceptors that can be used as substrates for glycosyltransferases in the context of the invention disclosed herein are given in Table 1 below.
Tabelle 1 : Beispiele für Glycosylakzeptoren, die als Substrate für Glycosyltransferasen fungieren (B. Ernst, G. W. Hart, P. Sinay, Carbohydrates in Chemistry and Biology 2000, Wiley-VCH, 689-624)Table 1: Examples of glycosyl acceptors that act as substrates for glycosyltransferases (B. Ernst, G. W. Hart, P. Sinay, Carbohydrates in Chemistry and Biology 2000, Wiley-VCH, 689-624)
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Bei den erfindungsgemäßen Verfahren ist besonders bevorzugt der Nachweis der Glycosyltransferase-Aktivität in einer Probe, wobei die Probe Muttermilch und die nachzuweisende Glycosyltransferase eine Fucosyltransferase ist. Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Verfahren ist die, bei der der Glycosyldonor CMP-NeuAc ist, wobei die Neuraminsäure mit einer Fluoreszenzmarkierung versehen ist.In the methods according to the invention, it is particularly preferred to detect the glycosyltransferase activity in a sample, the sample being breast milk and the glycosyltransferase to be detected being a fucosyltransferase. Another particularly preferred embodiment of the method according to the invention is that in which the glycosyl donor is CMP-NeuAc, the neuraminic acid being provided with a fluorescent label.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen des Glycosyltransferase-Aktivitäts- Musters kann vorgesehen sein, dass das Aliquot einer Probe, das zusammen mit einer ersten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger immobilisierten Glycosylak- zeptor umgesetzt wird, weiterverwendet wird und insoweit ein weiteres Aliquot einer Probe darstellt. Es ist auch im Umfang der vorliegenden Erfindung, dass die Probe zwischen den verschiedenen Schritten weiter aufgearbeitet wird, beispielsweise durch spezifisches Entfernen oder Inhibieren von in der Probe oder im Reaktionsansatz enthaltenen Verbindungen oder enzymatischen Aktivitäten, wie der im Rahmen der Verwendung der ersten Kombination untersuchten Glycosyltransferase. Gleiches gilt sinngemäß bei der Bestimmung der Substratspezifität einer Glycosyltransferase.In the method according to the invention for determining the glycosyltransferase activity pattern, it can be provided that the aliquot of a sample, which together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl alkoxylated on a carrier, zeptor is implemented, continues to be used and so far represents another aliquot of a sample. It is also within the scope of the present invention that the sample is processed further between the different steps, for example by specifically removing or inhibiting compounds or enzymatic activities contained in the sample or in the reaction mixture, such as the glycosyltransferase investigated in the context of the use of the first combination , The same applies analogously when determining the substrate specificity of a glycosyltransferase.
Die erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere im Bereich der Diagnostik, Verlaufskontrolle oder Prognostik verwendet werden. Typischerweise erfolgt die Verwendung bei solchen Krankheiten, die mit einer Veränderung der Glycosyltransferase-Aktivität einhergehen. Diese Verwendung beruht auf der Beobachtung, dass eine Reihe von Krankheitszuständen mit veränderten Glycosyltransferase-Aktivitäten einhergehen. So wurde beobachtet, dass bei einer Vielzahl von Krebserkrankungen ungewöhnliche Kohlenhydratstrukturen (Tumor-assoziierte Antigene) (T. Feizi, Nature 1985, 314, 53-57; J. W. Arends, F. T. Bosmann, J. Hilgers, Biochem. Biophys. Acta 1985, 780, 1-19; S. Hakamori, Y. Zhang, Chem. Biol. 1991, 4, 91; S. J. Danis- hefsky, J. R. Allen, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 836-863) auf der Zelloberfäche der Tumorzellen nachgewiesen werden, die in normalem Gewebe nicht oder nur in wesentlich geringeren Mengen auftreten (S. Hakamori, Adv. Cancer Res. 1989, 52, 257). Dabei handelt es sich meist um Glycolipide vom lacto- oder neolacto-Typ. Neben einer Anreicherung normaler Blutgrup- penantigene wie Le , Le oder Lex kommen auch komplexere Strukturen vor, die durch zusätzliche Fucose- oder Neuraminsäurereste, sowie durch Di- bzw. Trimerisierung verändert sind. Die ungewöhnlichen Glycosylierungsmuster sind oft die direkte Folge veränderter Enzymaktivitäten der entsprechenden Glycosyltransferasen (S. Narasimhan, H. Schachter, S. Rajalakshimi, J. Biol. Chem. 1988, 263, 1273-1281; K. Yamashita, T. Okhura, Y. Tashibana, S. Takasaki, A. Kobata, J. Biol. Chem. 1984, 259, 10834-10840; M. Pierce, J. Arango, J. Biol. Chem. 1986, 261, 10772- 10777).The methods according to the invention can be used in particular in the field of diagnostics, follow-up or prognostics. Typically, it is used in diseases that are associated with a change in glycosyltransferase activity. This use is based on the observation that a number of disease states are associated with altered glycosyltransferase activities. It has been observed, for example, that unusual carbohydrate structures (tumor-associated antigens) are found in a large number of cancers (T. Feizi, Nature 1985, 314, 53-57; JW Arends, FT Bosmann, J. Hilgers, Biochem. Biophys. Acta 1985, 780 , 1-19; S. Hakamori, Y. Zhang, Chem. Biol. 1991, 4, 91; SJ Danisefsky, JR Allen, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 836-863) on the cell surface of the tumor cells are detected, which do not occur in normal tissue or only occur in significantly smaller amounts (S. Hakamori, Adv. Cancer Res. 1989, 52, 257). These are mostly glycolipids of the lacto or neolacto type. In addition to the accumulation of normal blood group antigens such as Le, Le or Le x, there are also more complex structures that are altered by additional fucose or neuraminic acid residues and by dimerization or trimerization. The unusual glycosylation patterns are often the direct consequence of changed enzyme activities of the corresponding glycosyltransferases (S. Narasimhan, H. Schachter, S. Rajalakshimi, J. Biol. Chem. 1988, 263, 1273-1281; K. Yamashita, T. Okhura, Y. Tashibana, S. Takasaki, A. Kobata, J. Biol. Chem. 1984, 259, 10834-10840; M. Pierce, J. Arango, J. Biol. Chem. 1986, 261, 10772-10777).
Infolge der universellen Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verfahren können somit die verschiedenen Strukturen, die auf die den verschiedenen Krankheitszuständen zugrundeliegenden Expressions- bzw. Aktivitätsmuster von Glycosyltransferasen zurückgehen, diesen zugeordnet werden. Tabelle 2 zeigt eine Übersicht über Tumor-assoziierte Glycosphingolipide mit den für ihren Nachweis verwendeten monoklonalen Antikörpern, die als Glycosylakzeptoren im Rahmen der erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können. As a result of the universal applicability of the methods according to the invention, the various structures which are based on the expression or activity patterns of glycosyltransferases on which the various disease states are based can thus be assigned to these. Table 2 shows an overview of tumor-associated glycosphingolipids with the monoclonal antibodies used for their detection, which can be used as glycosyl acceptors in the process according to the invention.
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Tab. 2 Literaturstellen zu Tabelle 2:Tab. 2 References to Table 2:
1 W. W. Young, H. S. Johnson, Y. Tamura, K.-A. Karlsson, G. Larson, J. M. R. Parker, D. P. Khare, U. Spohr, D. A. Baker, O. Hindsgaul, R. U. Lemieux, J.Biol. Chem. 1983, 258, 4890-4894.1 W. W. Young, H. S. Johnson, Y. Tamura, K.-A. Karlsson, G. Larson, J.M.R. Parker, D.P. Khare, U. Spohr, D.A. Baker, O. Hindsgaul, R.U. Lemieux, J.Biol. Chem. 1983, 258, 4890-4894.
2 M. Blaszczyk, G C. Hansson, K.-A. Karlsson, G. Larson, N. Strömberg, J. Thurin, M. Her- lyn, Z. Steplewski, H. Koprowski, Arch. Biochem. Biophys., 1984, 233, 161-168.2 M. Blaszczyk, G C. Hansson, K.-A. Karlsson, G. Larson, N. Strömberg, J. Thurin, M. Herlyn, Z. Steplewski, H. Koprowski, Arch. Biochem. Biophys., 1984, 233, 161-168.
3 J. L. Magnani, B. Nilsson, M. Brockhaus, D. Zopf, Z. Steplewski, H. Koprowski, V. Ginsburg, J. Biol. Chem. 1982, 257, 14365-14369.3 J.L. Magnani, B. Nilsson, M. Brockhaus, D. Zopf, Z. Steplewski, H. Koprowski, V. Ginsburg, J. Biol. Chem. 1982, 257, 14365-14369.
4 H. Koprowski, Z. Steplewski, K. Mitchell, M. Herlyn, D. Herlyn, P. Fuhrer, Somat. Cell Genet. 1979, 5, 957-972.4 H. Koprowski, Z. Steplewski, K. Mitchell, M. Herlyn, D. Herlyn, P. Fuhrer, Somat. Cell Genet. 1979, 5, 957-972.
5 D. Chia, P. I. Terasaki, N. Suyama, J. Galton, M. Hirota, D. Katz, Cancer Res. 1985, 45, 435-437.5 D. Chia, P.I. Terasaki, N. Suyama, J. Galton, M. Hirota, D. Katz, Cancer Res. 1985, 45, 435-437.
6 M. R. Stroud, S. B. Levery, M. E. K. Salyan, C. E. Roberts, S. Hakamori, Eur. J. Biochem. 1992, 203, 577-586.6 M. R. Stroud, S. B. Levery, M. E. K. Salyan, C. E. Roberts, S. Hakamori, Eur. J. Biochem. 1992, 203, 577-586.
7 H. Ito, K. Tashiro, M. R. Stroud, T. F. 0rntoft, P. Meldgaard, A. K. Singhai, S. Hakamori, Cancer Res. 1992, 52, 3739-3745.7 H. Ito, K. Tashiro, M.R. Stroud, T.F. 0ntntoft, P. Meldgaard, A.K. Singhai, S. Hakamori, Cancer Res. 1992, 52, 3739-3745.
8 K. Abe, J. M. McKibbin, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1983, 258, 11793-11797.8 K. Abe, J.M. McKibbin, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1983, 258, 11793-11797.
9 A. Brown, T. Feizi, H. C. Gooi, M. J. Embleton, J. K. Picard, R. W. Baldwin, Biosci. Reports 1983, 3, 163-170.9 A. Brown, T. Feizi, H.C. Gooi, M.J. Embleton, J.K. Picard, R.W. Baldwin, Biosci. Reports 1983, 3, 163-170.
10 K. O. Lloyd, G. Larson, N. Strömberg, J. Thurin, K.-A. Karlsson, Immunogenetics 1983, 17, 537-541.10 K.O. Lloyd, G. Larson, N. Strömberg, J. Thurin, K.-A. Karlsson, Immunogenetics 1983, 17, 537-541.
11 T. Kaizu, S. B. Levery, E. D. Nudelman, R. E. Stenkamp, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1986, 261, 11254-11258.11 T. Kaizu, S. B. Levery, E. D. Nudelman, R. E. Stenkamp, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1986, 261, 11254-11258.
12 E. D. Nudelman, S. B. Levery, T. Kaizu, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1986, 261, 11247- 11253.12 E. D. Nudelman, S. B. Levery, T. Kaizu, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1986, 261, 11247-11253.
13 K. Fukushima, M. Hirota, P. I. Terasaki, A. Wakisaka, H. Togashi, D. Chia, N. Suyama, Y. Fukushi, E. D. Nudelman, S. Hakamori, Cancer Res. 1984, 44, 5279-5285.13 K. Fukushima, M. Hirota, P.I. Terasaki, A. Wakisaka, H. Togashi, D. Chia, N. Suyama, Y. Fukushi, E. D. Nudelman, S. Hakamori, Cancer Res. 1984, 44, 5279-5285.
14 Y. Fukushi, E. D. Nudelman, S. B. Levery, H. Rauvala, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1984, 259, 10511-10517.14 Y. Fukushi, E. D. Nudelman, S. B. Levery, H. Rauvala, S. Hakamori, J. Biol. Chem. 1984, 259, 10511-10517.
Weiterhin wurde beobachtet, dass Tumorzellen häufig sowohl komplexere als auch terminal veränderte (fucosylierte, sialylierte) N- und O-Glycan-Strukturen besitzen. Einige Beispiele von auf Tumorzellen gefundenen Glycanstrukturen sowie der hauptverantwortlichen Glycosyltransferasen finden sich in Tabelle 3:It was also observed that tumor cells often have both more complex and terminally modified (fucosylated, sialylated) N and O glycan structures. Some examples of glycan structures found on tumor cells and the main responsible glycosyltransferases can be found in Table 3:
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Tab. 3Tab. 3
Literaturstellen zu Tabelle3 :References to Table 3:
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19 a) S. Yousefi, E. Higgins, Z. Doaling, O. Hindsgaul, A. Pollex-Kruger, J. W. Dennis, J.19 a) S. Yousefi, E. Higgins, Z. Doaling, O. Hindsgaul, A. Pollex-Kruger, J. W. Dennis, J.
Biol. Chem. 1991, 266, 1772-1783. b) K. Shimodaira, J. Nakayama, N. Nakamura, O. Hasebe, T. Katsuyama, M. Fukuda, Cancer. Res. 1991, 51, 5201-5206.Biol. Chem. 1991, 266, 1772-1783. b) K. Shimodaira, J. Nakayama, N. Nakamura, O. Hasebe, T. Katsuyama, M. Fukuda, Cancer. Res. 1991, 51, 5201-5206.
Infolge dieser sowie der grundsätzlich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren bestimmbaren Substratspezifitäten bzw. Glycosyltransferase- Aktivitäts-Mustern kann ein effektives Diagnose-, Verlaufskontroll- und prognostisches System aufgebaut werden. Unter Verlaufskontrolle wird hierin dabei insbesondere verstanden, dass vor Beginn einer Therapie die entsprechende Glycosyltransferase-Aktivität, das Glycosyltransferasemuster oder die Substratspezifität der Glycosyltransferase bestimmt wird und im Laufe einer Behandlung erneut Proben von dem behandelten Individuum genommen werden und auf eben diese Parameter hin untersucht werden. Besteht eine Korrelation zwischen den entsprechenden Parametern und dem Verlauf der Erkran- kung, beispielsweise indem die Aktivität bestimmter Glycosyltransferasen mit zunehmender Verschlechterung des Krankheitszustandes oder verstärktem Tumorwachstum einhergeht, können aus den ermittelten Parametern als Funktion des Behandlungsverlaufes entsprechende Rückschlüsse gezogen werden.As a result of this and the substrate specificities or glycosyltransferase activity patterns that can be determined in principle using the methods according to the invention, an effective diagnosis, follow-up control and prognostic system can be set up. In this context, the term follow-up control means in particular that the corresponding glycosyltransferase activity, the glycosyltransferase pattern or the substrate specificity of the glycosyltransferase is determined before the start of therapy, and samples are again taken from the treated individual in the course of a treatment and examined for precisely these parameters. Is there a correlation between the corresponding parameters and the course of the disease? If, for example, the activity of certain glycosyltransferases goes hand in hand with increasing deterioration of the disease or increased tumor growth, appropriate conclusions can be drawn from the determined parameters as a function of the course of treatment.
Gleiches gilt prinzipiell auch für die prognostische Anwendung derartiger Systeme, wobei hier unter Prognose insbesondere Aussagen hinsichtlich der Genesungswahrscheinlichkeit eines Patienten verstanden werden, sei es unter dem Einfluss einer Behandlung oder ohne. Hierzu ist neben der vorstehend beschriebenen Korrelation noch eine weitergehende Korrelation mit den jeweiligen Parametern dergestalt erforderlich, dass eine Aussage aus dem Verlauf der Parameter bzw. deren Veränderung oder Nicht- Veränderung über die Zeit mit der Wahrscheinlichkeit einer Genesung, Stabilisierung eines Zustandes oder Fortschreibung eines Zustandes oder Verschlechterung des Zustandes eines oder des jeweiligen Individuums existiert.In principle, the same also applies to the prognostic application of such systems, with prognosis being understood here in particular as meaning statements regarding the probability of recovery of a patient, whether under the influence of a treatment or without. For this purpose, in addition to the correlation described above, a further correlation with the respective parameters is required in such a way that a statement from the course of the parameters or their change or non-change over time with the probability of recovery, stabilization of a condition or updating of a condition or deterioration of the condition of an individual.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung Verfahren zur Identifizierung einer die Expression einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung. Der Begriff der Expression ist dabei hierin insbesondere so zu verstehen, dass es sich dabei sowohl um die Transkription als auch die Translation handeln kann. Infolge der Verwendung eines immobilisierten Glycosylakzeptors in Kombination mit einem Glycosyldonor sowie einer Glycosyltransferase kann auch dieses Verfahren besonders effektiv im Sinne der Verwendung in einem High Throuput System (HTS) ausgestaltet werden. Bei den die Expression beeinflussenden Verbindungen handelt es sich bevorzugt um Inhibitoren. Die Inhibitoren können dabei die Transkription oder die Translation der Glycosyltransferase verringern oder vollständig unterbinden. Mit der durch die spezifische Verfahrensführung, insbesondere Verwendung des immobilisierten Glycosylakzeptors auf einer Zellulosemembran, bedingten erhöhten Empfindlichkeit des Verfahrens können somit auch geringfügige Änderungen der exprimierten Glycosyltransferase nachgewiesen werden und somit eine Differenzierung der verschiedenen Inhibitoren vorgenommen werden. Gleiches gilt grundsätzlich auch für solche Verbindungen, die die Expression einer Glycosyltransferase erhöhen. Die die Expression beeinflussende Verbindung wird hierin auch als Kandidatenverbindung bezeichnet, insbesondere dann, wenn sie erstmalig in einem derartigen Testsystem verwendet wird und insoweit nicht bekannt ist, ob und wenn ja, in welchem Umfang, sie die Expression einer Glycosyltransferase beeinflusst. Wie im Zusammenhang mit den anderen hierin offenbarten erfindungsgemäßen Verfahren kann die Glycosyltransferase praktisch eine beliebige Glycosyltransferase sein, ist je- doch bevorzugterweise eine solche, wie sie im Zusammenhang mit den anderen hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird. Gleiches gilt hinsichtlich der Glycosyldonoren bzw. Glycosylakzeptoren und den jeweiligen Verfahrensparametern.In a further aspect, the invention relates to methods for identifying a compound which influences the expression of a glycosyltransferase. The term expression is to be understood here in particular in such a way that it can be both transcription and translation. As a result of the use of an immobilized glycosyl acceptor in combination with a glycosyl donor and a glycosyl transferase, this method can also be designed particularly effectively in terms of use in a high throuput system (HTS). The compounds influencing the expression are preferably inhibitors. The inhibitors can reduce or completely prevent transcription or translation of the glycosyltransferase. With the increased sensitivity of the method due to the specific procedure, in particular the use of the immobilized glycosyl acceptor on a cellulose membrane, even minor changes in the expressed glycosyltransferase can thus be detected and a differentiation of the various inhibitors can thus be carried out. The same applies in principle to those compounds which increase the expression of a glycosyltransferase. The compound influencing expression is also referred to herein as a candidate compound, especially if it is used for the first time in such a test system and it is not known to this extent whether and if so to what extent it influences the expression of a glycosyltransferase. As with the other methods of the invention disclosed herein, the glycosyltransferase can be virtually any glycosyltransferase. but preferably such as is used in connection with the other methods of the invention described herein. The same applies to the glycosyl donors or glycosyl acceptors and the respective process parameters.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren zur Identifizierung einer die Expression beeinflussenden Verbindung kann die besagte Verbindung entweder die Transkription oder die Translation beeinflussen, d.h. inhibieren oder stimulieren, wobei die besagte Verbindung bevorzugterweise ein Inhibitor ist.In the methods according to the invention for identifying a compound influencing expression, said compound can influence either transcription or translation, i.e. inhibit or stimulate, said compound preferably being an inhibitor.
Nachdem in den vorstehenden Verfahren die Merkmale des ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachweis einer Glycosyltransferase enthalten sind und für die Beurteilung der Frage, ob, und wenn ja, inwieweit eine Kandidaten-Verbindung tatsächlich die Expression inhibiert oder stimuliert, letztlich die Glycosyltransferase-Aktivität in dem Reaktionansatz bestimmt wird, sind typischerweise weitere Schritte erforderlich, um zu bestimmen, auf welcher Ebene der Expression die Kandidaten-Verbindung tatsächlich in das Reaktionsgeschehen eingreift. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass untersucht wird, ob, und wenn ja, in welchem Maße, die für die jeweilige Glycosyltransferase codierende mRNA in dem Expressionssystem vorhanden ist. Ist die Menge an mRNA unter dem Einfluss der Kandidaten- Verbindung bei verringerter Glycosyltransferase-Aktivität verringert, kann davon ausgegangen werden, dass die inhibitorische Wirkung der Kandidaten- Verbindung auf der Ebene der Transkription erfolgt. Die Verfahren zur Bestimmung der Menge an mRNA sind den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt. Die gleichen Überlegungen gelten sinngemäß auch für den Fall, dass die Kandidaten- Verbindung eine stimulierende Wirkung aufweist.After the features of the method according to the invention for the detection of a glycosyltransferase are contained in the above methods and for the assessment of the question whether, and if so, to what extent a candidate compound actually inhibits or stimulates expression, ultimately the glycosyltransferase activity in the reaction mixture Further steps are typically required to determine at which level of expression the candidate compound actually intervenes in the reaction. This can be done, for example, by examining whether, and if so to what extent, the mRNA coding for the particular glycosyltransferase is present in the expression system. If the amount of mRNA is reduced under the influence of the candidate compound with reduced glycosyltransferase activity, it can be assumed that the inhibitory effect of the candidate compound takes place at the level of the transcription. The methods for determining the amount of mRNA are known to those skilled in the art. The same considerations apply mutatis mutandis in the event that the candidate compound has a stimulating effect.
Umgekehrt kann bei einer unter dem Einfluss einer Kandidaten- Verbindung verringerten Glycosyltransferase-Aktivität und bei gleichzeitig unveränderter Menge an mRNA davon ausgegangen werden, dass die inhibitorische Wirkung der Kandidaten-Verbindung auf der Ebene der Translation erfolgt. Unter derartigen Bedingungen wäre dann auch die Menge an translatiertem, die Gly- cosyltransferase-aufweisendem Protein in der Regel verringert. Die Verfahren zur Bestimmung der Menge an translatiertem, die Glycosyltransferase-aufweisendem Protein sind den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt. Beispielhaft sei auf Antikörper gegen das besagte Protein verwiesen. Die gleichen Überlegungen gelten sinngemäß auch für den Fall, dass die Kandidaten- Verbindung eine stimulierende Wirkung aufweist. Unter "Expressionssystem" soll hierin auch ein zelluläres System, ein zellfreies System oder ein Zellextrakt verstanden werden. Unter dem Begriff "Expressionssystem" kann jedoch auch ein System verstanden werden, bei dem lediglich der Aspekt der Translation oder der Aspekt der Transkription untersucht wird. In einem jeden Fall wird, gewissermaßen phänotypisch, letzten Endes auf das Vorhandensein oder NichtVorhandensein einer Glycosyltransferase abgestellt, die gemäß dem hierin offenbarten Verfahren zum Nachweis von Glycosyltransferasen detektiert wird.Conversely, if the glycosyltransferase activity is reduced under the influence of a candidate compound and the amount of mRNA remains unchanged, it can be assumed that the inhibitory effect of the candidate compound occurs at the translation level. Under such conditions, the amount of translated protein which has the glycosyltransferase would generally also be reduced. The methods for determining the amount of translated protein containing the glycosyltransferase are known to those skilled in the art. As an example, reference is made to antibodies against said protein. The same considerations apply mutatis mutandis in the event that the candidate compound has a stimulating effect. “Expression system” is also to be understood here as meaning a cellular system, a cell-free system or a cell extract. However, the term “expression system” can also be understood to mean a system in which only the aspect of translation or the aspect of transcription is examined. In any event, the phenotype is, in a sense, ultimately based on the presence or absence of a glycosyltransferase, which is detected according to the method disclosed herein for the detection of glycosyltransferases.
Im wesentlichen gleich ausgebildet ist das in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beanspruchte Verfahren zur Identifizierung einer die Aktivität, d. h. die enzymatische Glycosyltransferase-Aktivität beeinflussenden Verbindung. Auch hier handelt es sich bevorzugterweise wieder um einen Inhibitor, der die Glycosyltransferase-Aktivität inhibiert, d. h. verringert oder vollständig unterbindet. Die Kandidatenverbindung wird in der Regel in einem Reaktionsansatz getestet, der typischerweise neben der Glycosyltransferase noch einen Glycosyldonor sowie einen immobilisierten Glycosylakzeptor, der bevorzugterweise an einer Zellulosemembran immobilisiert ist, umfasst. Wie bei allen hierin offenbarten erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt auch hier der Nachweis einer oder der enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität über den Nachweis (oder Nicht-Nachweis) der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Transferaseproduktes, was direkte Rückschlüsse auf die Anwesenheit oder Abwesenheit bzw. die spezifische Glycosyltransferase-Aktivität zulässt, da ein Transferaseprodukt nur unter dem Einfluss einer Glycosyltransferase entsteht, wie leicht durch entsprechende Kontrollansätze (Negativkontrollen und Positivkontrollen) bestimmt werden kann, wie dies dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufig ist.The method claimed in a further aspect of the present invention for identifying an activity, i. H. the compound influencing the enzymatic glycosyltransferase activity. Here again, it is preferably again an inhibitor which inhibits the glycosyltransferase activity, i.e. H. reduced or completely prevented. As a rule, the candidate compound is tested in a reaction mixture which, in addition to the glycosyltransferase, typically also comprises a glycosyl donor and an immobilized glycosyl acceptor, which is preferably immobilized on a cellulose membrane. As with all of the methods according to the invention disclosed herein, the detection of one or the enzymatic glycosyltransferase activity takes place via the detection (or non-detection) of the presence or absence of a transferase product, which gives direct conclusions about the presence or absence or the specific glycosyltransferase activity allows, since a transferase product only arises under the influence of a glycosyltransferase, as can easily be determined by appropriate control approaches (negative controls and positive controls), as is familiar to the person skilled in the art in this field.
Allen hierin offenbarten erfindungsgemäßen Verfahren ist gemein, dass sie infolge der hohen Sensitivität, was nicht zuletzt ein verringertes Probenvolumen erlaubt, für die Bedürf isse von High-through-put-Systemen geeignet sind. Weiterhin wird durch die Immobilisierung des Glycosylakzeptors die Möglichkeit eröffnet, ortsspezifisch ein Reaktionsgeschehen nachzuweisen, was insbesondere beim Nachweis des Transferase-Produktes von Vorteil ist, da hier eine Handhabung von Flüssigkeitsmengen, die in der Regel eine Beschränkung von High Throughput Systemen darstellt, vermieden wird. Schließlich wird in einem weiteren Aspekt die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Kit gelöst. Dieser Kit kann grundsätzlich für bzw. im Rahmen aller hierin offenbarten Verfahren und Verwendungen eingesetzt werden. Der Kit beruht dabei ebenfalls auf der der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis des hochempfindlichen Nachweises von Glycosyltransfera- se-Aktivitäten unter Verwendung eines immobilisierten Glycosylakzeptors. Es ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass ein derartiger Kit anstelle des bereits an den Träger, insbesondere eine Zellulosemembran, immobilisierten Glycosylakzeptors auch eine Membran sowie einen Glycosylakzeptor umfasst sowie ggf. Reagentien zur Immobilisierung des Glycosylakzeptors an oder auf (beide Begriffe werden hierin synonym verwendet) den im Kit enthaltenen Träger. Insoweit wird hierin der Begriff im Zusammenhang mit dem Kit eines an oder auf einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptors auch dahingehend verstanden, dass dieser erst - typischerweise - unmittelbar vor Gebrauch aus den Einzelbestandteilen hergestellt wird.All of the methods according to the invention disclosed herein have in common that they are suitable for the needs of high-through-put systems due to the high sensitivity, which not least allows a reduced sample volume. Furthermore, the immobilization of the glycosyl acceptor opens up the possibility of detecting a site-specific reaction, which is particularly advantageous in the detection of the transferase product, since it avoids handling liquid quantities, which are usually a limitation of high throughput systems. Finally, in a further aspect, the object on which the invention is based is achieved by a kit. This kit can generally be used for or in the context of all of the methods and uses disclosed herein. The kit is also based on the knowledge on which the invention is based, that of highly sensitive detection of glycosyltransferase activities using an immobilized glycosyl acceptor. It is also within the scope of the present invention that, instead of the glycosyl acceptor already immobilized on the support, in particular a cellulose membrane, such a kit also comprises a membrane and a glycosyl acceptor, and optionally reagents for immobilizing the glycosyl acceptor on or on (both terms are synonymous here used) the carrier included in the kit. To this extent, the term in connection with the kit of a glycosyl acceptor immobilized on or on a carrier is also understood to mean that it is only - typically - produced from the individual components immediately before use.
Neben diesen Komponenten kann der erfindungsgemäße Kit weitere Komponenten und Bestandteile umfassen, wie sie bei Kits nach dem Stand der Technik vorgesehen sind. Derartige Komponenten können, unter anderem, Positiv- und Negativkontrollen, eine oder mehrere Glycosyltransferasen, ein oder mehrere Glycosyldonoren, ein oder mehrere Glycosylakzeptoren sowie geeignete Puffer umfassen.In addition to these components, the kit according to the invention can comprise further components and constituents, as are provided in prior art kits. Such components may include, among other things, positive and negative controls, one or more glycosyl transferases, one or more glycosyl donors, one or more glycosyl acceptors, and suitable buffers.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand der Figuren sowie Beispielen erläutert, aus denen sich weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben. Dabei zeigtThe invention will now be explained below with reference to the figures and examples, from which further features, advantages and embodiments of the invention result. It shows
Fig. 1 den durch eine αl,3 Galactosyltransferase katalysierten Transfer von Galactose;1 shows the transfer of galactose catalyzed by an α1, 3 galactosyltransferase;
Fig. 2 den durch eine α 1,3/4 Fucosyltransferase katalysierten Transfer von Fucose;2 shows the transfer of fucose catalyzed by an α 1,3 / 4 fucosyltransferase;
Fig. 3 den durch eine α2,3-(N)-Sialyltransferase katalysierten Transfer von Neuraminsäure;3 shows the transfer of neuraminic acid catalyzed by an α2,3- (N) -sialyltransferase;
Fig. 4 den durch eine α2,6-(N)-Sialyltransferase-katalysierten Transfer von Neuraminsäure;4 shows the transfer of neuraminic acid catalyzed by an α2,6- (N) -sialyltransferase;
Fig. 5 die Immobilisierung von LacNAc-O-(CH2)8COOH an eine aminofunktionalisierte Zellulosemembran; Fig. 6 den zeitabhängigen enzymatischen Transfer in Gegenwart von αl,3- Galactosyltransferase;5 shows the immobilization of LacNAc-O- (CH2) 8 COOH on an amino-functionalized cellulose membrane; 6 shows the time-dependent enzymatic transfer in the presence of α1, 3-galactosyltransferase;
Fig. 7 eine Übersicht verschiedener chemoselektiver Reaktionen;7 shows an overview of different chemoselective reactions;
Fig. 8 eine graphische Darstellung einer nicht-linearen Regressionsrechnung für transferierte Galactose;8 is a graphical representation of a non-linear regression calculation for transferred galactose;
Fig. 9 den zeitabhängigen enzymatischen Transfer in Gegenwart von αl,3-Fucosyltransferase;9 shows the time-dependent enzymatic transfer in the presence of α1, 3-fucosyltransferase;
Fig. 10 das Fluoreszenzergebnis mit der α2,3-(N)-Sialyltransferase; und10 shows the fluorescence result with the α2,3- (N) -sialyltransferase; and
Fig. 11 das Ergebnis einer Autoradiographie der l,3-Galactosyltransferase.11 shows the result of an autoradiography of the 1,3-galactosyltransferase.
Im einzelnen zeigen die verschiedenen Figuren folgendes:The different figures show the following in detail:
Figur 1: Das Enzym αl,3-Galactosyltransferase katalysiert den Transfer von Gal von UDP-Gal zur 3-Hydoxylfunktion des Gal-Restes von Galßl-»4GlcNAc-R zur Verbindung Galαl→3Galß l-»4GlcNAc-R.Figure 1: The enzyme αl, 3-galactosyltransferase catalyzes the transfer of Gal from UDP-Gal to the 3-hydroxyl function of the Gal residue from Galßl- »4GlcNAc-R to the compound Galαl → 3Galß l-» 4GlcNAc-R.
Figur 2: Das Enzym αl,3/4-Fucosyltransferase katalysiert den Transfer von Fuc von GDP-Fuc auf Gal-Reste in Strukturen wie Galßl->4GlcNAc-R (Typ II) und Galßl→3GlcNAc-R (Typ I) zu Lex und Lea Strukturen.Figure 2: The enzyme α1, 3/4 fucosyltransferase catalyzes the transfer of Fuc from GDP-Fuc to Gal residues in structures such as Galßl-> 4GlcNAc-R (Type II) and Galßl → 3GlcNAc-R (Type I) to Le x and Le a structures.
Figur 3: Das Enzym α2,3-(N)-Sialyltransferase katalysiert den Transfer von Neuraminsäure von CMP-Neuraminsäure zur 3-OH-Funktion der Gal Reste in Galßl→4GlcNAc-R (Typ H) oder Galßl→3GlcNAc-R (Typ I) enthaltenden Strukturen.Figure 3: The enzyme α2,3- (N) -sialyltransferase catalyzes the transfer of neuraminic acid from CMP-neuraminic acid to the 3-OH function of the Gal residues in Galßl → 4GlcNAc-R (type H) or Galßl → 3GlcNAc-R (type I) containing structures.
Figur 4: Das Enzym α2,6-(N)-Sialyltransferase katalysiert den Transfer von Neuraminsäure von CMP-Neuraminsäure zur 6-OH-Funktion der Gal Reste in Galßl→ GlcNAc-R oder Galßl→3GlcNAc-R enthaltenden Strukturen. Figur 5: Zeigt die Derivatisierung einer aminofunktionalisierten Zellulosemembran (Glycinester- , Photo linkermembran) mit dem Akzeptor LacNAc. a) Die Aminofunktionen der Zellulosemembran werden mit dem aktivierten ß-Alaninbaustein 'Fmoc-ß-Ala-OPfp' derivatisiert b) Nach Acetylierung der verbliebenen Aminogruppen mit Essigsäureanhydrid wird c) die Fmoc- Schutzgruppe mit Piperidin abgespalten und d) der LacNAc-Baustein als Pfp-Ester immobilisiert. Zum Schluß werden verbliebene Aminofunktionen mit Essigsäureanhydrid acetyliert.Figure 4: The enzyme α2,6- (N) -sialyltransferase catalyzes the transfer of neuraminic acid from CMP-neuraminic acid to the 6-OH function of the Gal residues in structures containing Galßl → GlcNAc-R or Galßl → 3GlcNAc-R. Figure 5: shows the derivatization of an amino-functionalized cellulose membrane (glycine ester, photo linker membrane) with the acceptor LacNAc. a) The amino functions of the cellulose membrane are derivatized with the activated ß-alanine building block 'Fmoc-ß-Ala-OPfp' b) After acetylation of the remaining amino groups with acetic anhydride, c) the Fmoc protective group is cleaved with piperidine and d) the LacNAc building block Pfp ester immobilized. Finally, remaining amino functions are acetylated with acetic anhydride.
a) Fmoc ß-Ala-OPfp, NMP; b) 10% Ac2O in MeOH; c) Piperidin in DMF; d) LacNAc-O-(CH2)8COOH, P OH, DIC, NMP; e) 10% Ac2O in MeOH.a) Fmoc ß-Ala-OPfp, NMP; b) 10% Ac 2 O in MeOH; c) piperidine in DMF; d) LacNAc-O- (CH 2 ) 8 COOH, P OH, DIC, NMP; e) 10% Ac 2 O in MeOH.
X = Gly für Glycinester Membran, X = Photo linker für Photolinker Membran.X = Gly for glycine ester membrane, X = Photo linker for photolinker membrane.
Figur 6: Zeigt den zeitabhängigen enzymatischen Transfer von UDP-Gal (1.2 mM) in Gegenwart der αl,3-Galactosyltransferase (3.3 μU) auf den immobilisierten Akzeptor LacNAc (siehe. Beispiel 1, zeitabhängiges Transferexperiment). Die Menge an transferierter Galactose nimmt linear mit der Zeit zu (Transferrate 12 fmol/min/mm2, maximaler Transfer 50 pmol/mm2).Figure 6: Shows the time-dependent enzymatic transfer of UDP-Gal (1.2 mM) in the presence of α1, 3-galactosyltransferase (3.3 μU) to the immobilized acceptor LacNAc (see. Example 1, time-dependent transfer experiment). The amount of galactose transferred increases linearly with time (transfer rate 12 fmol / min / mm 2 , maximum transfer 50 pmol / mm 2 ).
Figur 7: Zeigt eine Übersicht verschiedener chemoselektiver Reaktionen nach dem Stand der Technik: A) Aldehyde (R4=H) oder Ketone (R4 nicht H) und Amino-oxy-Verbindungen reagieren zu Oximen, B) Aldehyde (R4=H) oder Ketone (R4 nicht H) und Thiosemicarbazide reagieren zu Thiosemicarbazonen, C) Aldehyde (R4=H) oder Ketone (R4 nicht H) und Hydrazide reagieren zu Hydrazonen, D) Aldehyde (R4=H) oder Ketone (R4 nicht H) und 1,2-Aminothiole reagieren zu Thiazolinen (X=S) bzw. 1,2-Aminoalkohole zu Oxazolinen (X=O) bzw. 1,2-Diamine reagieren zu Imidazolinen (X=NH), E) Thiocarboxylate und α-Halocarbonyle reagieren zu Thioestern, F) Thioester und ß-Aminothiole reagieren zu ß-Mercaptoamiden, F) Mercaptane und Maleinimide reagieren zu Succinimiden. Einer der Reaktionspartner kann dabei über R1 , bzw. R4, R5 oder R6 direkt oder über einen Linker mit dem Glycosyldonor kovalent verknüpft sein. Figur 8: Zeigt eine graphische Darstellung einer nichtlinearen Regressionsrechnung für transferierte Galactose in Abhängigkeit der UDP-Gal Konzentration für die l,3-Galactosyltransferase (s. Beispiel 1, Bestimmung des Donor Kim).Figure 7: Shows an overview of various chemoselective reactions according to the prior art: A) aldehydes (R 4 = H) or ketones (R 4 not H) and amino-oxy compounds react to oximes, B) aldehydes (R 4 = H) ) or ketones (R 4 not H) and thiosemicarbazides react to thiosemicarbazones, C) aldehydes (R 4 = H) or ketones (R 4 not H) and hydrazides react to hydrazones, D) aldehydes (R 4 = H) or ketones ( R 4 not H) and 1,2-aminothiols react to thiazolines (X = S) and 1,2-amino alcohols to oxazolines (X = O) and 1,2-diamines react to imidazolines (X = NH), E ) Thiocarboxylates and α-halocarbonyls react to thioesters, F) thioesters and ß-aminothiols react to ß-mercaptoamides, F) mercaptans and maleimides react to succinimides. One of the reactants can be covalently linked via R 1 or R 4 , R 5 or R 6 or via a linker to the glycosyl donor. FIG. 8: shows a graphical representation of a non-linear regression calculation for transferred galactose as a function of the UDP-Gal concentration for the 1,3-galactosyltransferase (see Example 1, determination of the donor Kim).
Figur 9: Zeigt den zeitabhängigen enzymatischen Transfer von GDP-Fuc (1.0 mM) in Gegenwart der αl,3-Fucosyltransferase (0.65 mU) auf den immobilisierten Akzeptor LacNAc (s. Beispiel 2, zeitabhängiges Transferexperiment). Die Transferrate von GDP-Fuc mit 656 μU wurde mit 0J8 fmol/min/mm2, und der maximaler Transfer mit 50 pmol/mm2 ermittelt.Figure 9: Shows the time-dependent enzymatic transfer of GDP-Fuc (1.0 mM) in the presence of the α1, 3-fucosyltransferase (0.65 mU) to the immobilized acceptor LacNAc (see Example 2, time-dependent transfer experiment). The transfer rate of GDP-Fuc with 656 μU was determined with 0J8 fmol / min / mm 2 , and the maximum transfer with 50 pmol / mm 2 .
Figur 10: Zeigt das Ergebnis des Transfers von Fluoresceinyl-Neuraminsäure durch die α2,3- (N)-Sialyltransferase (s. Beispiel 6). CMP-5-Fluoreseeinyl-Νeuraminsäure wird in Gegenwart der α2,3-(N)-Sialyltransferase auf den immobilisierten Akzeptor LacNAc übertragen. Der erfolgte Transfer wurde nach 2, 4 und 24h durch Fluoreszenz nachgewiesen.Figure 10: Shows the result of the transfer of fluoresceinyl-neuraminic acid by the α2,3- (N) -sialyltransferase (see Example 6). CMP-5-fluoreseeinyl Νeuramic acid is transferred to the immobilized acceptor LacNAc in the presence of the α2,3- (N) -sialyltransferase. The transfer was confirmed after 2, 4 and 24 h by fluorescence.
A: Kontrollmembran ohne Zugabe der Transferase B LacNAc gebunden an Glycinestermembran C zeitabhängiges Transferaseexperiment (2h, 4h, 24h)A: Control membrane without addition of transferase B LacNAc bound to glycine ester membrane C time-dependent transferase experiment (2h, 4h, 24h)
Figur 11: Zeigt die Autoradiographieresultate der αl,3-Galactosyltransferase nach 6-tägiger Belichtungszeit (s. Beispiel 7).Figure 11: Shows the autoradiography results of the α1, 3-galactosyltransferase after 6 days of exposure (see Example 7).
ester 1: Glycinestermembran ohne immobilisiertes LacNAc (Νegativkontrolle) ester 2:LacΝAc-Glycinestermembran photolinker 1 : Photolinkermembran ohne immobilisiertes LacNAc (Negativkontrolle) photo linker 2: LacNAc-Photolinkermembranester 1: glycine ester membrane without immobilized LacNAc (negative control) ester 2: LacΝAc glycine ester membrane photolinker 1: photolinker membrane without immobilized LacNAc (negative control) photo linker 2: LacNAc photolinker membrane
Die Inkubation der Membranstreifen erfolgte für 24 h mit 14C-UDP-Gal in Gegenwart unterschiedlicher 1,3-GalT-Konzentrationen: a) 132 μU b) 13.2 μU c) 1.32 μU.The membrane strips were incubated for 24 h with 14 C-UDP-Gal in the presence of different 1,3-GalT concentrations: a) 132 μU b) 13.2 μU c) 1.32 μU.
Ein eindeutiger Transfer kann bei einer α 1,3-GalT-Konzentration von 132 μU sowohl bei der LacNAc-Glycinestermembran als auch der LacNAc-Photolinkermembran nachgewiesen werden. Bei einer 1,3-GalT-Konzentration von 13.2 μU läßt sich der Transfer nur noch bei der Lac- NAc-Photolinkermembran (höhere Beladung mit LacNAc) zeigen. Die entsprechenden Negativkontrollen (Ester 1, Photolinkerl) zeigen vernachlässigbar geringe (a) bzw. keine (b) Signale.A clear transfer can be demonstrated at an α 1,3-GalT concentration of 132 μU both for the LacNAc glycine ester membrane and the LacNAc photolinker membrane. With a 1,3-GalT concentration of 13.2 μU, the transfer can only be Show NAc photolinker membrane (higher loading with LacNAc). The corresponding negative controls (Ester 1, Photolinkerl) show negligible (a) or no (b) signals.
In den folgenden Beispielen werden die nachfolgenden Abkürzungen verwendet:The following abbreviations are used in the following examples:
AP Alkalische PhosphataseAP Alkaline Phosphatase
BHK baby hamster kidneyBHK baby hamster kidney
BSA Bovine Serum Albumin, RinderserumalbuminBSA Bovine Serum Albumin, bovine serum albumin
CMP Cytidin-5 '-monophosphatCMP cytidine 5 'monophosphate
DC DünnschichtchromatogrammDC thin layer chromatogram
DIC N,N-DiisopropylcarbodiimidDIC N, N-diisopropyl carbodiimide
DMF N,N-Dimethylformamid dpm decays per minuteDMF N, N-dimethylformamide dpm decays per minute
DTT 1,4-Dithio-DL-threitolDTT 1,4-dithio-DL-threitol
ELISA enzyme-linked immunosorbent assayELISA enzyme-linked immunosorbent assay
Fmoc 9-FluorenylmethoxycarbonylFmoc 9-fluorenylmethoxycarbonyl
Fmocß-Ala-OPfp N-ß-Fmoc-ß-Alanin-PentafluorphenylesterFmocß-Ala-OPfp N-ß-Fmoc-ß-alanine pentafluorophenyl ester
Fuc L-FucoseFuc L-fucose
FucT, FT FucosyltransferaseFucT, FT fucosyltransferase
Gal D-GalactoseGal D-galactose
GalNAc N-Acetyl-D-glucosaminGalNAc N-acetyl-D-glucosamine
GalT GalactosyltransferaseGalT galactosyltransferase
GDP Guanosin-5 '-diphosphatGDP guanosine 5 'diphosphate
Glc D-GlucoseGlc D-glucose
GlcA D-GlucuronsäureGlcA D-glucuronic acid
GlcNAc N-Acetyl-D-glucosaminGlcNAc N-acetyl-D-glucosamine
Gly Glycin h hour, StundeGly glycine hour, hour
HPLC high-performance liquid chromatographyHPLC high-performance liquid chromatography
HTS High throuput screeningHTS High throuput screening
L LiterL liter
LacNAc Galß(l→4)GlcΝAcLacNAc Galß (l → 4) GlcΝAc
LacNAc-O-(CH2)8COOH Galß(l→4)GlcNAcß(l→l)-8-OktansäureLacNAc-O- (CH 2 ) 8 COOH Galß (l → 4) GlcNAcß (l → l) -8-octanoic acid
Le LewisLe Lewis
Lea Galß(l→3)[Fucα(l→4)]GlcNAcLe a Galß (l → 3) [Fucα (l → 4)] GlcNAc
Lex Galß(l→4)[Fucα(l->3)]GlcNAcLe x Galß (l → 4) [Fucα (l-> 3)] GlcNAc
Ley Fucα(l-»2)Galß(l- 4)[Fuc (l-→3)]GlcNAcLe y Fucα (l- »2) Galß (l- 4) [Fuc (l- → 3)] GlcNAc
M molar mAb Monoklonaler AntikörperM molar mAb monoclonal antibody
Man D-MannoseMan D-Mannose
MeOH MethanolMeOH methanol
MES 2-Morpholino-ethansulfonsäure Monohydrat mL Milliliter mM millimolarMES 2-morpholino-ethanesulfonic acid monohydrate mL milliliter mM millimolar
MOPS 3 -Morpholino-propansulfonsäure mU MilliunitMOPS 3 -morpholino-propanesulfonic acid mU milliunits
Neu5Ac, NeuAc N-AcetylneuraminsäureNeu5Ac, NeuAc N-acetylneuraminic acid
NMP 1 -Methyl-2-pyrrolidonNMP 1 -methyl-2-pyrrolidone
NMR nuclear magnetic resonanceNMR nuclear magnetic resonance
PBS Phosphat-gepufferte SalzlösungPBS phosphate buffered saline
PfpOH 2,3,4,5,6-Pentafluo henolPfpOH 2,3,4,5,6-pentafluorohenol
R MolekülrestR molecular residue
SialT, ST SialyltransferaseSialT, ST sialyltransferase
Sialyl-Lex, S-Lex ΝeuAcα(2→3)Galß(l→4)[Fucα(l→3)]GlcΝAcSialyl-Le x , S-Le x ΝeuAcα (2 → 3) Galß (l → 4) [Fucα (l → 3)] GlcΝAc
Tris 2-Amino-2-hydroxymethyl-l,3-propandiolTris 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol
U unitU unit
UDP Uridin-5 ' -diphosphatUDP uridine 5 'diphosphate
UV ultraviolettUV ultraviolet
Xyl D-XyloseXyl D-xylose
Für die im folgenden beschriebenen Beispiele wurden die folgenden Chemikalien, Derivatisie- rungen der Zellulosemembranen sowie Reaktionsbedingungen für die Spaltung der Verbindungen von der Zellulosemembran verwendet.The following chemicals, derivatizations of the cellulose membranes and reaction conditions for the cleavage of the compounds from the cellulose membrane were used for the examples described below.
Chemikalienchemicals
Zellulosemembranen (Filterpapier 50) wurden von Whatman International Ltd. (Maidstone, England) bezogen. l-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), Pentafluorphenol (PfpOH), 1,3- Diisopropylcarbodiimide (DIC), und Essigsäureanhydrid stammen von Sigma-Aldrich (Deutschland). Methanol und NN-Dimethylformamid (DMF) stammen von Merck Eurolab GmbH (Deutschland). Der Photolinker 4-[4(l-Fmoc-aminoethyl)-2-methoxy-5-nitrophenoxyl]- butansäure, 1,3-Fucosyltransferase (α (l-»3) FT), und α 2,6-Sialyltransferase (α (2-»6) ST) wurden von Calbiochem-Νovabiochem (San Diego, USA) bezogen. Nα-Fmoc-ß-Ala-OPfp stammt von Bachern Biochemica GmbH (Heidelberg, Deutschland). CMP-5-Fluoresceinyl- Νeuraminsäure, Trikaliumsalz (CMP-5-fluoro-Νeu5Ac) wurde von Boehringer-Mannheim (Mannheim, Deutschland) bezogen. UDP-[14C]Gal, GDP-[,4C]Fuc, CMP-[14C]Neu5Ac stammen von American Radiolabeled Chemicals, Inc. (ST. Louis, USA). UDP-Gal wurde von Pharma Waldhof GmbH (Deutschland) bezogen. GDP-Fuc war ein Geschenk von Dr. R. Öhrlein, Ciba- Geigy (Schweiz). CMP-Neu5Ac stammt von Juelich Enzyme Products (Deutschland). Alkalische Phosphatase wurde von Boehringer Mannheim (Mannheim, Deutschland) bezogen. Diethylamin, reagent grade stammt von Fisher (Fair Lawn, USA). Ecolite Szintillation Cocktail wurde von ICN (Costa Mesa, USA) bezogen. BioMax MS Film stammt von Eastman Kodak Company (NY, USA).Cellulose membranes (filter paper 50) were manufactured by Whatman International Ltd. (Maidstone, England). l-Methyl-2-pyrrolidone (NMP), pentafluorophenol (PfpOH), 1,3-diisopropylcarbodiimide (DIC), and acetic anhydride are from Sigma-Aldrich (Germany). Methanol and NN-dimethylformamide (DMF) come from Merck Eurolab GmbH (Germany). The photolinker 4- [4 (l-Fmoc-aminoethyl) -2-methoxy-5-nitrophenoxyl] - butanoic acid, 1,3-fucosyltransferase (α (l- »3) FT), and α 2,6-sialyltransferase (α (2- »6) ST) were obtained from Calbiochem-abiovabiochem (San Diego, USA). N α -Fmoc-ß-Ala-OPfp comes from Bachern Biochemica GmbH (Heidelberg, Germany). CMP-5-fluoresceinyl-ureuric acid, tripotassium salt (CMP-5-fluoro-Νeu5Ac) was obtained from Boehringer-Mannheim (Mannheim, Germany). UDP- [ 14 C] Gal, GDP- [ , 4 C] Fuc, CMP- [ 14 C] Neu5Ac are from American Radiolabeled Chemicals, Inc. (St. Louis, USA). UDP-Gal was obtained from Pharma Waldhof GmbH (Germany). GDP-Fuc was a gift from Dr. R. Öhrlein, Ciba-Geigy (Switzerland). CMP-Neu5Ac comes from Juelich Enzyme Products (Germany). Alkaline phosphatase was purchased from Boehringer Mannheim (Mannheim, Germany). Diethylamine, reagent grade comes from Fisher (Fair Lawn, USA). Ecolite Scintillation Cocktail was developed by ICN (Costa Mesa, USA). BioMax MS Film is from Eastman Kodak Company (NY, USA).
Derivatisierungen der MembranenDerivatization of the membranes
Die Photolihkerderivatisierung der Zellulosemembran wird wie bereits beschrieben durchgeführt [41]. N°-Fmoc-ß-Ala-OPfp wird in ΝMP an die Zellulosemembran gekoppelt (Fig. 5). Anschließend werden die verbliebenen Aminofunktionen mit einer 10%igen Lösung von Essigsäureanhydrid in Methanol acetyliert. Nach Spaltung der Fmoc-Schutzgruppe wird LacNAc-O- (CH2)8CO2H in Gegenwart von PfpOH, DIC und NMP immobilisiert. Die Glycinestermodifizie- rung der Zellulosemembran wird wie in der Literatur beschrieben durchgeführt [42]. LacNAc-O- (CH2)8CO2H wird in gleicher Weise wie bereits bei der Photolinker Membran beschrieben immobilisiert. Die Beladung der Membranen mit LacNAc ergab für die Glycinestermembran einen Wert von 80 nmol/cm2 und für die Photolinkermembran 300 nmol/cm2 . Zur Bestimmung des Einflusses des Hintergrunds wurden entsprechende Membranen ohne LacNAc verwendet.Photolihker derivatization of the cellulose membrane is carried out as already described [41]. N ° -Fmoc-ß-Ala-OPfp is coupled to the cellulose membrane in ΝMP (FIG. 5). The remaining amino functions are then acetylated with a 10% solution of acetic anhydride in methanol. After cleavage of the Fmoc protective group, LacNAc-O- (CH 2 ) 8 CO 2 H is immobilized in the presence of PfpOH, DIC and NMP. The glycine ester modification of the cellulose membrane is carried out as described in the literature [42]. LacNAc-O- (CH 2 ) 8 CO 2 H is immobilized in the same way as already described for the photolinker membrane. Loading the membranes with LacNAc gave a value of 80 nmol / cm 2 for the glycine ester membrane and 300 nmol / cm 2 for the photolinker membrane. Appropriate membranes without LacNAc were used to determine the influence of the background.
Spaltung der Verbindungen von der MembranCleavage of the compounds from the membrane
Die Verbindungen der Glycinestermembran wurden durch Zugabe von 100 μL Diethyla- min/Wasser (50/50) zu einem Zellulose-Streifen/Spot abgespalten. Nach 1 h, werden 80 μL entnommen und die Radioaktivität in einem Szintillationszähler bestimmt.The compounds of the glycine ester membrane were cleaved off by adding 100 μL diethylamine / water (50/50) to a cellulose strip / spot. After 1 h, 80 μL are removed and the radioactivity is determined in a scintillation counter.
Die Verbindungen der Photolinkermembran wurden durch UV-Bestrahlung der Zellulose- Streifen/Spots (jede Seite für 3 h) bei 365 nm abgespalten. Anschließend wird Wasser (100 μL) zum Streifen Spot Water hinzugegeben und nach 10 min werden 80 μL für Szintillationsmessun- gen verwendet.The connections of the photolinker membrane were cleaved off by UV radiation of the cellulose strips / spots (each side for 3 h) at 365 nm. Then water (100 μL) is added to the strip water and after 10 min 80 μL are used for scintillation measurements.
BEISPIEL 1 α 1,3-Galactosyltransferase: Radiochemischer AssayEXAMPLE 1 α 1,3-Galactosyltransferase: Radiochemical Assay
UDP-Gal (100 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 2 mmol), UDP-[14C]Gal (100,000-150,000 dpm, in lμL H2O), α 1,3-Galactosyltransferase (3.3 mU/mL, 2 μL), Assaypuffer (500 mM MOPS, 1 M MnCl2), AP (1 μL) und BSA (0.5 μL BSA Lösung, 100 mg/mL) werden zum immobilisierten Akzeptor (ein Streifen der Glycinester- oder Photolinker-Membran der Größe 2 x 5 mm, 8-30 nmol) in einem Mikrozentrifugenreaktionsgefäß zu einem Endvolumen von 230 μL gegeben. Reaktionsmischungen werden für 24 h bei Raumtemperatur inkubiert. Anschließend werden die Membranen nacheinander mit einer 1 M NaCl (15 mL, 50°C), Puffer A (NaCl 8 g/L, KC1 0.2 g /L, Tris 6.1 g/L, pH 8.0, Tween 20 10 mL/L) (15 mL, 50°C), Wasser (15 mL, 50°C), und EtOH (15 mL, 50°C) gewaschen. Die Kohlenhydratderivate werden von der Membran abgespalten und die Radioaktivität wird nach Zugabe von 3.5 mL MeOH und 10 mL EcoLite (+) Szmtillationscocktail in einem Szintillationszähler quantifiziert.UDP-Gal (100 mM solution in water, 5 μL, 2 mmol), UDP- [ 14 C] Gal (100,000-150,000 dpm, in 1 μL H 2 O), α 1,3-galactosyltransferase (3.3 mU / mL, 2 μL), assay buffer (500 mM MOPS, 1 M MnCl 2 ), AP (1 μL) and BSA (0.5 μL BSA solution, 100 mg / mL) become the immobilized acceptor (a strip of the glycine ester or photolinker membrane, size 2 x 5 mm, 8-30 nmol) in one Microcentrifuge tube added to a final volume of 230 μL. Reaction mixtures are incubated for 24 h at room temperature. The membranes are then washed successively with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer A (NaCl 8 g / L, KC1 0.2 g / L, Tris 6.1 g / L, pH 8.0, Tween 20 10 mL / L) (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL, 50 ° C). The carbohydrate derivatives are split off from the membrane and the radioactivity is quantified in a scintillation counter after adding 3.5 mL MeOH and 10 mL EcoLite (+) scintillation cocktail.
Zeitabhängiges TransferexperimentTime-dependent transfer experiment
Membranstücke (2.0 mm Durchmesser, 3 Stück) werden zusammen mit einer Mischung aus radioaktivem ([14C], 200.000 dpm) und nichtradioaktivem UDP-Gal (1.2 mM) in Gegenwart von α (l-»3) GalT (3.3 μU) in einem Mikrozentrifugengefaß inkubiert. Sechs Reaktionsgefäße werden in dieser Weise vorbereitet und die Reaktion wird nach 30 min, 1 h, 2 h, 3.5 h, 7.5 h, bzw. 24 h, abgebrochen. Nach Waschen der Membran werden die immobilisierten Oligosaccharide mit einem Diethylamin/Wasser-Gemisch abgespalten. Es wird jeweils ein Aliquot entnommen und mit Methanol und Szmtillationscocktail versetzt. Die Radioaktivität der resultierenden Mischung wird mit Hilfe eines Szintillationszählers gemessen. Die erhaltenen Daten sind in Fig. 6 zusam- mengefasst.Membrane pieces (2.0 mm diameter, 3 pieces) are mixed in with a mixture of radioactive ([ 14 C], 200,000 dpm) and non-radioactive UDP-Gal (1.2 mM) in the presence of α (l- »3) GalT (3.3 μU) incubated in a microcentrifuge tube. Six reaction vessels are prepared in this way and the reaction is stopped after 30 min, 1 h, 2 h, 3.5 h, 7.5 h and 24 h, respectively. After washing the membrane, the immobilized oligosaccharides are split off with a diethylamine / water mixture. An aliquot is taken in each case and methanol and a cocktail are added. The radioactivity of the resulting mixture is measured using a scintillation counter. The data obtained are summarized in FIG. 6.
Die Menge an übertragener Galactose nahm linear mit der Zeit zu. Die Transferrate von UDP- Gal in Gegenwart von 3.3 μU Enzym betrug 12 fmol/min/mm2. Der maximale Transfer betrug 50 pmol/mm2, oder 6.25 % der totalen LacNAc-Menge.The amount of galactose transferred increased linearly with time. The transfer rate of UDP-Gal in the presence of 3.3 μU enzyme was 12 fmol / min / mm 2 . The maximum transfer was 50 pmol / mm 2 , or 6.25% of the total amount of LacNAc.
Bestimmung des Donor KmDetermination of the donor km
Drei Membranstücke (2 mm dm) wurden in Gegenwart von UDP-Gal (200.000 dpm), (l- 3) GalT (3.3 μU), und alkalischer Phosphatase (0.1 U) für 2 h in Mikrozentrifugengefäßen inkubiert. Elf unterschiedliche Konzentrationen von UDP-Gal wurden verwendet um den Donor Km Wert zu bestimmen. Nach Inkubation wurden die Membranstücke gewaschen und die Produkte abgespalten. Radioaktivität wurde mit einem Szintillationszähler bestimmt. Die erhaltenen Werte wurden in transferierte Gal umgerechnet und gegen die UDP-Gal Konzentration aufgetragen. Der ermittelte Km Wert beträgt 3.1 mM (Fig. 8).Three membrane pieces (2 mm dm) were incubated in the presence of UDP-Gal (200,000 dpm), (1-3) GalT (3.3 μU), and alkaline phosphatase (0.1 U) in microcentrifuge tubes. Eleven different concentrations of UDP-Gal were used to determine the donor Km value. After incubation, the membrane pieces were washed and the products were split off. Radioactivity was determined using a scintillation counter. The values obtained were converted into transferred gal and plotted against the UDP-gal concentration. The determined Km value is 3.1 mM (Fig. 8).
BEISPIEL 2 α 1,3-Fucosyltransferase: Radiochemischer AssayEXAMPLE 2 α 1,3-Fucosyl Transferase: Radiochemical Assay
In ähnlicher Weise (vgl. Beispiel 1) wurden Glycinester und Photo linkerMembranen mit GDP- Fuc, (1 mM Lösung in Wasser, 1 μL, 25 μmol), GDP-[14C]Fuc (40,000-60,000 dpm, in 2 μL H2O), α 1,3-Fucosyltransferase (164 mU/mL, 4 μL) und Assay Puffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM MnCl2, 1 mM DTT, pH 7.5, 4 μL) in einem Endvolumen von 40 μL umgesetzt.Similarly (see Example 1), glycine esters and photo linker membranes were treated with GDP-Fuc, (1 mM solution in water, 1 µL, 25 µmol), GDP- [ 14 C] Fuc (40,000-60,000 dpm, in 2 µL H 2 O), α 1,3-fucosyltransferase (164 mU / mL, 4 μL) and assay buffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM MnCl 2 , 1 mM DTT, pH 7.5, 4 μL) in a final volume of 40 μL implemented.
Zeitabhängiges TransferexperimentTime-dependent transfer experiment
Membranstücke wurden mit radioaktiver und nichtradioaktiver GDP-Fuc in Gegenwart von α 1,3-FT (0.65 mU) for 24 h inkubiert. Die erhaltenen Oligosaccharide wurden abgespalten und die erhaltene Radioaktivität mittels Szintillation gemessen. Die Transferrate von GDP-Fuc mit 656 μU Enzym wurde zu 0J8 fmol/min/mm2 bestimmt. Der maximaler Transfer von GDP-Fuc war 1.1 pmol/mm2, oder 0.14% der Gesamtmenge an LacNAc (Fig. 9).Membrane pieces were incubated with radioactive and non-radioactive GDP-Fuc in the presence of α 1,3-FT (0.65 mU) for 24 h. The oligosaccharides obtained were cleaved off and the radioactivity obtained was measured by scintillation. The transfer rate of GDP-Fuc with 656 μU enzyme was determined to be 0J8 fmol / min / mm 2 . The maximum transfer of GDP-Fuc was 1.1 pmol / mm 2 , or 0.14% of the total amount of LacNAc (Fig. 9).
BEISPIEL 3 α 2,3-(N)-Sialyltransferase: Radiochemischer Assay-EXAMPLE 3 α 2,3- (N) -sialyltransferase: Radiochemical Assay
In ähnlicher Weise (vgl. Beispiel 1) wurden Glycinester und Photo linkerMembranen mit CMP- Νeu5Ac (5 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 0.2 mM), CMP-[I4C]Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL water), α 2,3-(N)-Sialyltransferase (40 mU/mL, 12.5 μL) und Assay Puffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF-54, pH 7.0, 20 μL) in einem Totalvolumen von 50 μL inkubiert. Die Transferrate von CMP-Νeu5Ac bei 0.5 mU α (2->3) ST Enzymkonzentration wurde bei der Glycinestermembran zu 6.5 fmol/min/mm2 und bei der Photolinkermembran zu 24 fmol/min/mm bestimmt. BEISPIEL 4 α 2,6-(N)-Sialyltransferase: Radiochemischer AssayIn a similar manner (see Example 1), glycine esters and photo linker membranes with CMP- Νeu5Ac (5 mM solution in water, 5 μL, 0.2 mM), CMP- [ I4 C] Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL water) , α 2,3- (N) -sialyltransferase (40 mU / mL, 12.5 μL) and assay buffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF-54, pH 7.0, 20 μL) in a total volume of 50 μL. The transfer rate of CMP-Νeu5Ac at 0.5 mU α (2-> 3) ST enzyme concentration was determined to be 6.5 fmol / min / mm 2 for the glycine ester membrane and 24 fmol / min / mm for the photolinker membrane. EXAMPLE 4 α 2,6- (N) -sialyltransferase: Radiochemical Assay
i ähnlicher Weise (vgl. Beispiel 1) wurden Glycinester und Photolinker Membranen mit CMP- Νeu5Ac (5 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 0.2 mM), CMP-[!4C]Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL Wasser), α 2,6-(N)-Sialyltransferase (38 mU/mL, 5 μL) und Assay Puffer (250 mM Νo- dium Kakodylat, 0.5% Triton CF-54, pH = 6.0, 20 μL) in einem Endvolumen von 50 μL inkubiert. Die Transferrate von CMP-Νeu5Ac bei einer Enzymkonzentration von 189 μU α (2-»6) ST betrug für die Estermembran 4.4 fmol/min/mm2 und für die Photolinkermembran 65 fmol/min/mm .In a similar way (cf. Example 1), glycine esters and photolinker membranes with CMP-Νeu5Ac (5 mM solution in water, 5 μL, 0.2 mM), CMP- [ ! 4 C] Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL water) ), α 2,6- (N) -sialyltransferase (38 mU / mL, 5 μL) and assay buffer (250 mM Νodium cacodylate, 0.5% Triton CF-54, pH = 6.0, 20 μL) in a final volume incubated from 50 μL. The transfer rate of CMP-Νeu5Ac at an enzyme concentration of 189 μU α (2- »6) ST was 4.4 fmol / min / mm 2 for the ester membrane and 65 fmol / min / mm for the photolinker membrane.
BEISPIEL 5 α 1,3-Galactosyltransferase: Massenspektroskopischer AssayEXAMPLE 5 α 1,3-Galactosyl Transferase: Mass Spectroscopic Assay
UDP-Gal (100 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 2 mmol), α 1,3-Galactosyltransferase (2 μL, 9.8 U/mL) Assay Puffer (500 mM MOPS, 1 M MnCl2), AP (1 μL) und BSA (0.5 μL BSA Lösung, 100 mg/mL) wurden zum membrangebundenen Akzeptor (ein Streifen der Glycin-ester oder Photolinkermembran, 2 x 5 mm, 8-30 nmol) in einem Mikrozentrifugenröhrchen in einem Endvolumen von 230 μL gegeben. Die Reaktionen wurden bei Raumtemperatur für 24 h inkubiert. Die Membranstücke wurden nacheinander mit 1 M NaCl (15 mL, 50°C), Puffer (15 mL, 50°C), Wasser (15 mL, 50°C), und EtOH (15 mL, 50°C) gewaschen. Die erhaltenen Saccharidderivate wurden von der Membran gespalten, die Lösung eingeengt, wiederaufgenommen in MeOH (10 μL) und ein Massenspektrum mit einer PerSpective Biosystems ToF Mariner Biospectrometry Work Station aufgenommen. Das erhaltene Spektrum zeigt einen Hauptpeak, der dem nicht umgesetzten Akzeptor LacNAc entspricht, sowie einen weiteren Peak der dem Transferaseprodukt Gal-LacNAc, entstanden durch Transfer von Galactose von UDP-Gal zum membrangebundenen Akzeptor, entspricht. Ähnliche Ergebnisse wurden mit der Photolinkermembran erhalten.UDP-Gal (100 mM solution in water, 5 μL, 2 mmol), α 1,3-galactosyltransferase (2 μL, 9.8 U / mL) assay buffer (500 mM MOPS, 1 M MnCl 2 ), AP (1 μL) and BSA (0.5 μL BSA solution, 100 mg / mL) were added to the membrane-bound acceptor (a strip of the glycine ester or photolinker membrane, 2 x 5 mm, 8-30 nmol) in a microcentrifuge tube in a final volume of 230 μL. The reactions were incubated at room temperature for 24 h. The membrane pieces were washed successively with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL, 50 ° C). The saccharide derivatives obtained were cleaved from the membrane, the solution was concentrated, taken up in MeOH (10 μL) and a mass spectrum was recorded using a PerSpective Biosystems ToF Mariner Biospectrometry Work Station. The spectrum obtained shows a main peak which corresponds to the unreacted acceptor LacNAc, and a further peak which corresponds to the transferase product Gal-LacNAc, formed by transfer of galactose from UDP-Gal to the membrane-bound acceptor. Similar results were obtained with the photolinker membrane.
BEISPIEL 6 α 2,3-(N)-Sialyltransferase: Fluoreszenz Assay CMP-5-Fluoresceinyl-Neuraminsäure (0.4 mM Lösung in Wasser, 20 μL, 0.2 mM), α 2,3-(N)- Sialyltransferase (10 μL) und Assay Puffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF54, pH 7.0, 9.5 μL) wurden zum membrangebundenen Akzeptor (ein Streifen Glycinestermembran of von 2 x 5 mm, 8 nmoi) in einem Mikrozentrifügenröhrchen in einem Endvolumen von 50 μL gegeben. Die Reaktionsmischung wird für 4 h bei Raumtemperatur inkubiert und anschließend mit 1 M NaCl (15 mL, 50°C), Puffer A (15 mL, 50°C), Wasser (15 mL, 50°C), und EtOH (15 mL, 50°C) gewaschen. Die Fluoreszenz wurde mit einem Transilluminator (FBTI 816, verbunden mit einer Digitalkamera) gemessen. Membranstücke (2.0 mm Durchmesser,) wurden in Gegenwart von α(2→3) ST (400 μU) mit CMP-5-Fluoro-Neu5Ac (0.22 mM) in einem Mikrozentrifügenröhrchen inkubiert. Die Reaktion wurde nach 2 h, 4 h bzw. 24 h, abgebrochen. Zur gleichen Zeit wurden zwei Negativkontrollen (Kontrolle A: ohne Transferase, Kontrolle B: LacNAc gebunden an Glycinestermembran) durchgeführt. Nach Waschen der Membranstücke, wurde die erhaltene Fluoreszenz mit Hilfe eines Transilluminators (FBTI 816) bestimmt. Das Ergebnis ist in Fig. 10 dargestellt. Maximaler Transfer wurde bereits nach 4 h erhalten, wobei die beiden Negativkontrollen keinerlei Fluoreszenz zeigten.EXAMPLE 6 α 2,3- (N) -sialyltransferase: fluorescence assay CMP-5-fluoresceinyl-neuraminic acid (0.4 mM solution in water, 20 μL, 0.2 mM), α 2,3- (N) -sialyltransferase (10 μL) and assay buffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF54, pH 7.0 , 9.5 μL) were added to the membrane-bound acceptor (a strip of glycine ester membrane of 2 × 5 mm, 8 nmoi) in a microcentrifuge tube in a final volume of 50 μL. The reaction mixture is incubated for 4 h at room temperature and then with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer A (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL , 50 ° C). The fluorescence was measured with a transilluminator (FBTI 816, connected to a digital camera). Membrane pieces (2.0 mm in diameter) were incubated in the presence of α (2 → 3) ST (400 μU) with CMP-5-Fluoro-Neu5Ac (0.22 mM) in a microcentrifuge tube. The reaction was stopped after 2 h, 4 h and 24 h, respectively. At the same time, two negative controls (control A: without transferase, control B: LacNAc bound to glycine ester membrane) were carried out. After washing the membrane pieces, the fluorescence obtained was determined using a transilluminator (FBTI 816). The result is shown in FIG. 10. Maximum transfer was already obtained after 4 h, the two negative controls showing no fluorescence.
BEISPIEL 7 α 1,3-Galactosyltransferase: Autoradiographie AssayEXAMPLE 7 α 1,3-galactosyltransferase: autoradiography assay
UDP-Gal (100 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 2 mmol), UDP-[!4C]-GaI (100,000-150,000 dpm, in lμL H2O), 1,3-Galactosyltransferase (2 μL) Assay Puffer (500 mM MOPS, 1 M MnCl2), AP (1 μL) und BSA (0.5 μL BSA Lösung, 100 mg/mL) wurden zum membrangebundenen Akzeptor (ein Streifen der Glycinester oder Photolinkermembran, 2 5 mm, 8-30 nmol) in einem Mikrozentrifügenröhrchen in einem Endvolumen von 230 μL gegeben. Die Reaktionen wurden bei Raumtemperatur für 24 h inkubiert. Die Membranstücke wurden nacheinander mit 1 M NaCl (15 mL, 50°C), Puffer A (15 mL, 50°C), Wasser (15 mL, 50°C), und EtOH (15 mL, 50°C). Für die Belichtung werden die Membranstücke für 2 Tage bei -70 °C auf einen Kodak BioMaxMS-Film aufgelegt. Membranstücke (2 x 5 mm) wurden mit radioaktivem UDP-Gal ([C14], 200.000 dpm) in einem Mikrozentrifugemöhrchen für 24 h inkubiert. Es wurden jeweils drei unterschiedliche Konzentrationen an α (l- 3) GalT, 132 μU, 13.2 μU und 1.32 μU, sowohl mit der Glycinester- als auch mit der Photolinker-Membran inkubiert. Die Radioaktivität aller Membranstücke wurde durch Autoradiographie bestimmt (Kodak BioMaxMS-Film, -70 °C, 6 Tage Belichtungszeit). Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 11 dargestellt.UDP-Gal (100 mM solution in water, 5 μL, 2 mmol), UDP- [ ! 4 C] -GaI (100,000-150,000 dpm, in 1 μL H 2 O), 1,3-galactosyltransferase (2 μL) assay buffer (500 mM MOPS, 1 M MnCl 2 ), AP (1 μL) and BSA (0.5 μL BSA solution, 100 mg / mL) became the membrane-bound acceptor (a strip of the glycine ester or photolinker membrane, 2 5 mm, 8-30 nmol) placed in a microcentrifuge tube in a final volume of 230 μL. The reactions were incubated at room temperature for 24 h. The membrane pieces were washed successively with 1 M NaCl (15 mL, 50 ° C), buffer A (15 mL, 50 ° C), water (15 mL, 50 ° C), and EtOH (15 mL, 50 ° C). For exposure, the membrane pieces are placed on a Kodak BioMaxMS film for 2 days at -70 ° C. Membrane pieces (2 x 5 mm) were incubated with radioactive UDP-Gal ([C 14 ], 200,000 dpm) in a microcentrifuge tube for 24 h. Three different concentrations of α (1-3) GalT, 132 μU, 13.2 μU and 1.32 μU were incubated with both the glycine ester and the photolinker membranes. The radioactivity of all membrane pieces was determined by autoradiography (Kodak BioMaxMS film, -70 ° C, 6 days exposure time). The results obtained are shown in Fig. 11.
Es zeigte sich, dass die Negativkontrollen (Membranen ohne LacNAc) keinerlei Radioaktivität zeigten. Die Menge an transferierter Radioaktivität verhält sich proportional zur Konzentration des eingesetzten Enzyms. Die Photolinkermembranen zeigten generell höhere Transferraten.It turned out that the negative controls (membranes without LacNAc) showed no radioactivity. The amount of radioactivity transferred is proportional to the concentration of the enzyme used. The photolinker membranes generally showed higher transfer rates.
BEISPIEL 8 α 1,3-Fucosyltransferase: Autoradiographie AssayEXAMPLE 8 α 1,3-Fucosyl Transferase: Autoradiography Assay
In ähnlicher Weise (vgl. Beispiel 7) wurden Glycinester und Photolinker Membranen mit GDP- Fuc (ImM Lösung in Wasser, 1 μL, 25 μmol), GDP-[14C]-Fuc (40,000-60,000 dpm, in 2 μL H2O), α 1,3-Fucosyltransferase (164 mM, 4 μL) und Assay Puffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM MnC12, 1 mM DTT, pH 7.5, 4 μL) in einem Endvolumen von 40 μL inkubiert.In a similar way (see Example 7), glycine esters and photolinker membranes with GDP-Fuc (ImM solution in water, 1 μL, 25 μmol), GDP- [ 14 C] -Fuc (40,000-60,000 dpm, in 2 μL H 2 O), α 1,3-fucosyltransferase (164 mM, 4 μL) and assay buffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM MnC12, 1 mM DTT, pH 7.5, 4 μL) in a final volume of 40 μL.
BEISPIEL 9 α 2,3-(N)-Sialyltransferase Autoradiographie AssayEXAMPLE 9 α 2,3- (N) -sialyltransferase autoradiography assay
In ähnlicher Weise (vgl. Beispiel 7) wurden Glycinester und Photolinker Membranen mit CMP- Νeu5Ac (5 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 0.2 mM), CMP-14C-Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL Wasser), α 2,3-(N)-Sialyltransferase (40 mM, 12.5 μL) und Assay Puffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF54, pH 7.0, 20 μL) in einem Endvolumen von 50 μL inkubiert.In a similar manner (cf. Example 7), glycine esters and photolinker membranes with CMP-Νeu5Ac (5 mM solution in water, 5 μL, 0.2 mM), CMP- 14 C-Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL water), α 2,3- (N) -sialyltransferase (40 mM, 12.5 μL) and assay buffer (250 mM MES, 0.5% Triton CF54, pH 7.0, 20 μL) in a final volume of 50 μL.
BEISPIEL 10 α 2,6-(N)-Sialyltransferase Autoradiographie Assay In ähnlicher Weise (vgl. Beispiel 7) wurden Glycinester und Photolinker Membranen mit CMP- Neu5Ac (5 mM Lösung in Wasser, 5 μL, 0.2 mM), CMP-14C-Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL Wasser), α 2,6-(N)-Sialyltransferase (38 mM, 5 μL) und Assay Puffer (250 mM Νatrium- kakodylat, 0.5% Triton CF-54, pH = 6, 20 μL) in einem Endvolumen von 50 μL inkubiert.EXAMPLE 10 α 2,6- (N) -sialyltransferase autoradiography assay In a similar manner (cf. Example 7), glycine esters and photolinker membranes with CMP-Neu5Ac (5 mM solution in water, 5 μL, 0.2 mM), CMP- 14 C-Neu5Ac (300,000-400,000 dpm, in 1 μL water), α 2,6- (N) -sialyltransferase (38 mM, 5 μL) and assay buffer (250 mM sodium cacodylate, 0.5% Triton CF-54, pH = 6, 20 μL) in a final volume of 50 μL.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the above description, the claims and the drawings can be essential both individually and in any combination for realizing the invention in its various embodiments.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Nachweis einer enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität in einer Probe, wobei1. A method for detecting an enzymatic glycosyltransferase activity in a sample, wherein
die Probe zusammen mit einem Glycosyldonor und einem auf einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird, undthe sample is reacted together with a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a carrier, and
bei Anwesenheit einer enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität ein Transferaseprodukt nachgewiesen wird,a transferase product is detected in the presence of an enzymatic glycosyltransferase activity,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Zellulosemembran ist.characterized in that the carrier is a cellulose membrane.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycosyldonor in überschüssiger Konzentration vorhanden ist, insbesondere der Überschuß mindestens dem zweifachen K - Wert der nachzuweisenden Glycosyltransferase entspricht.2. The method according to claim 1, characterized in that the glycosyl donor is present in excess concentration, in particular the excess corresponds at least to twice the K value of the glycosyltransferase to be detected.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycosylakzeptor ausgewählt ist aus der Gruppe, die Monosaccharide, Oligosaccharide, insbesondere einen Teil eines Oligosaccharides, Polysaccharide und Glycokonjugate wie Glycoproteine, -peptide und -lipide umfasst.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the glycosyl acceptor is selected from the group comprising monosaccharides, oligosaccharides, in particular part of an oligosaccharide, polysaccharides and glycoconjugates such as glycoproteins, peptides and lipids.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Glycokonjugat um ein Lactosaminderivat handelt, insbesondere das Glycokonjugat LacNAc ist.4. The method according to claim 3, characterized in that the glycoconjugate is a lactosamine derivative, in particular the glycoconjugate LacNAc.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycosylakzeptor direkt oder über ein Linkersystem an der Membran immobilisiert ist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the glycosyl acceptor is immobilized on the membrane directly or via a linker system.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Linkersystem ausgewählt ist aus der Gruppe, die durch Licht spaltbare Linker (Photolinker) und Carbonsäureester-Linker, insbesondere Glycinesterlinker, umfasst. 6. The method according to claim 5, characterized in that the linker system is selected from the group consisting of light-cleavable linkers (photolinker) and carboxylic ester linkers, in particular glycine ester linkers.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycosyldonor ein Nucleotidzucker ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the glycosyl donor is a nucleotide sugar.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Nucleotidzucker ausgewählt ist aus der Gruppe, die UDP-Gal, UDP-GalNAc, UDP-Glc, UDP-GlcNAc, UDP-Xyl, UDP-GluA, , GDP-Man, GDP-Fuc sowie CMP-NeuAc umfasst.8. The method according to claim 1, characterized in that the nucleotide sugar is selected from the group consisting of UDP-Gal, UDP-GalNAc, UDP-Glc, UDP-GlcNAc, UDP-Xyl, UDP-GluA,, GDP-Man, GDP- Fuc and CMP-NeuAc.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Glycosyldonor eine Markierung oder eine chemoselektive Funktion trägt, die eine spätere Markierung ermöglicht.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the glycosyl donor carries a label or a chemoselective function that enables later labeling.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung ausgewählt ist aus der Gruppe, die Fluoreszenz-Markierungen, Radioaktivitäts-Markierungen, Enzymaktivitäts- Markierungen und Chemolumineszenz-Markierungen umfasst.10. The method according to claim 9, characterized in that the label is selected from the group comprising fluorescent labels, radioactivity labels, enzyme activity labels and chemiluminescence labels.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Glycosyltransferase ausgewählt ist aus der Gruppe, die Galactosyltransferasen, Fucosyltransferasen, Sialyltransferasen, Glucosyltransferasen, N-Acetylglucosaminyltransferasen, N- Acetylgalactosaminyltransferasen und Glucuronyltransferasen und Glucosamintransferasen umfasst.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the glycosyltransferase is selected from the group consisting of galactosyltransferases, fucosyltransferases, sialyltransferases, glucosyltransferases, N-acetylglucosaminyltransferases, N-acetylgalactosaminyltransferases and glucuronosyltransferases and glucuronosyltransferases.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Galactosyltransferase eine beta-1,3- oder beta-l,4-Galactosyltransferase ist.12. The method according to claim 11, characterized in that the galactosyltransferase is a beta-1,3- or beta-1,4-galactosyltransferase.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fucosyltransferase ausgewählt ist aus der Gruppe, die alpha-l,3/4-Fucosyltransferasen und alpha-l,2-Fucosyltransferasen -V umfassen.13. The method according to claim 11, characterized in that the fucosyltransferase is selected from the group comprising alpha-l, 3/4 fucosyltransferases and alpha-l, 2-fucosyltransferases -V.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sialyltransferase ausgewählt ist aus der Gruppe, die alpha-2,3-Sialyltransferasen und alpha-2,6-Sialyltransferasen umfasst. 14. The method according to claim 11, characterized in that the sialyltransferase is selected from the group comprising alpha-2,3-sialyltransferases and alpha-2,6-sialyltransferases.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe ausgewählt ist aus der Gruppe, die menschliche, tierische, pflanzliche und mikrobielle Proben umfasst.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the sample is selected from the group comprising human, animal, vegetable and microbial samples.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe ausgewählt ist aus der Gruppe, die Gewebe, insbesondere Golgi-Apparat enthaltendes Gewebe, und Körperflüssigkeiten umfasst.16. The method according to claim 15, characterized in that the sample is selected from the group comprising tissue, in particular tissue containing Golgi apparatus, and body fluids.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet ist, dass die Probe ausgewählt ist aus der Gruppe, die Zellysate, Gewebelysate, Organlysate, Extrakte, Rohextrakte, gereinigte Präparate und ungereinigte Präparate umfasst.17. The method according to claim 15, characterized in that the sample is selected from the group comprising cell lysates, tissue lysates, organ lysates, extracts, crude extracts, purified preparations and unpurified preparations.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Körperflüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe, die Muttermilch, Urin, Sputum, Speichel, Serum und Lymphflüssigkeit, umfasst.18. The method according to claim 16, characterized in that the body fluid is selected from the group comprising breast milk, urine, sputum, saliva, serum and lymphatic fluid.
19. Verfahren zum parallelen Nachweis der enzymatischen Aktivität von Glycosyltransferase(n) in einer Vielzahl von Proben, dadurch gekennzeichnet, dass für eine jede Probe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 parallel durchgeführt wird.19. A method for the parallel detection of the enzymatic activity of glycosyltransferase (s) in a large number of samples, characterized in that the method according to one of claims 1 to 18 is carried out in parallel for each sample.
20. Verfahren zum Bestimmen des Glycosyltransferase-Aktivitäts-Musters einer Probe, dadurch gekennzeichnet, dass20. A method for determining the glycosyltransferase activity pattern of a sample, characterized in that
ein Aliquot einer Probe zusammen mit einer ersten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird, undreacting an aliquot of a sample together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a carrier and determining whether a transferase product is formed, and
ein weiteres Aliquot einer Probe zusammen mit einer zweiten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird, undanother aliquot of a sample is reacted together with a second combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a carrier and it is determined whether a transferase product is formed, and
optional das Transferaseprodukt bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Zellulosemembran ist.optionally the transferase product is determined, characterized in that the carrier is a cellulose membrane.
21. Verfahren zum Bestimmen der Substratspezifität einer Glycosyltransferase, dadurch gekennzeichnet, dass21. A method for determining the substrate specificity of a glycosyltransferase, characterized in that
die Glycosyltransferase in einer Probe bereitgestellt wird,the glycosyltransferase is provided in a sample,
ein Aliquot der Probe zusammen mit einer ersten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird, undreacting an aliquot of the sample together with a first combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a carrier and determining whether a transferase product is formed, and
ein weiteres Aliquot der Probe zusammen mit einer zweiten Kombination aus einem Glycosyldonor und einem an einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptor umgesetzt wird und bestimmt wird, ob ein Transferaseprodukt gebildet wird, undanother aliquot of the sample is reacted together with a second combination of a glycosyl donor and a glycosyl acceptor immobilized on a carrier and it is determined whether a transferase product is formed, and
optional das Transferaseprodukt bestimmt wird,optionally the transferase product is determined,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Zellulosemembran ist.characterized in that the carrier is a cellulose membrane.
22. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Diagnose und/oder Verlaufskontrolle von Krankheiten, die mit einer veränderten enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität verbunden sind.22. Use of a method according to one of the preceding claims for the diagnosis and / or monitoring of diseases which are associated with an altered enzymatic glycosyltransferase activity.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Krankheit ausgewählt ist aus der Gruppe, die Leberzirrhose, Immunschwächekrankheiten, lysosomale Speicherkrankheiten und Tumorerkrankungen umfasst.23. Use according to claim 22, characterized in that the disease is selected from the group comprising cirrhosis of the liver, immune deficiency diseases, lysosomal storage diseases and tumor diseases.
24. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Tumorerkrankung ausgewählt ist aus der Gruppe, die menschliche Karzinome, insbesondere Melanome, Mamma-, Co- lon-, Chorion-, Leberzell- und Blasenkarzinome, sowie tierische Karzinome umfasst.24. Use according to claim 23, characterized in that the tumor disease is selected from the group comprising human carcinomas, in particular melanomas, breast, colon, chorion, liver cell and bladder carcinomas, and animal carcinomas.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Reaktionsschritte parallel, bevorzugterweise hochparallel, ausgeführt werden. 25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the individual reaction steps are carried out in parallel, preferably highly parallel.
26. Verfahren zur Identifizierung einer die Expression einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung umfassend die folgenden Schritte:26. A method for identifying a compound influencing the expression of a glycosyltransferase comprising the following steps:
Bereitstellen einer Kandidaten-Verbindung,Providing a candidate connection,
Testen der Kandidaten- Verbindung hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die Expression einer Glycosyltransferase in einem Expressionssystem zu beeinflussen, wobeiTesting the candidate compound for its ability to affect the expression of a glycosyltransferase in an expression system, wherein
die Expression der Glycosyltransferase bestimmt wird, indem ein auf einem Träger immobilisierter Glycosylakzeptor und ein Glycosyldonor in dem Expressionssystem vorhanden sind,the expression of the glycosyltransferase is determined in that a glycosyl acceptor immobilized on a support and a glycosyl donor are present in the expression system,
und die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Transferase-Produktes nachgewiesen wird,and the presence or absence of a transferase product is demonstrated,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Zellulosemembran ist.characterized in that the carrier is a cellulose membrane.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die Expression der Glycosyltransferase inhibiert.27. The method according to claim 26, characterized in that the compound inhibits the expression of the glycosyltransferase.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Expression die Transkription ist.28. The method according to claim 26 or 27, characterized in that the expression is the transcription.
29. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Expression die Translation ist.29. The method according to claim 26 or 27, characterized in that the expression is translation.
30. Verfahren zur Identifizierung einer die Aktivität einer Glycosyltransferase beeinflussenden Verbindung umfassend die folgenden Schritte:30. A method for identifying a compound influencing the activity of a glycosyltransferase comprising the following steps:
Bereitstellen einer Kandidaten- Verbindung, Testen der Kandidaten-Verbindung hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die Aktivität einer Glycosyltransferase in einem Reaktionsansatz zu beeinflussen, wobeiProviding a candidate connection, Testing the candidate compound for its ability to affect the activity of a glycosyltransferase in a reaction batch, wherein
die Aktivität der Glycosyltransferase bestimmt wird, indem ein auf einem Träger immobilisierter Glycosylakzeptor und ein Glycosyldonor in dem Reaktionsansatz vorhanden sind,the activity of the glycosyltransferase is determined by the presence of a glycosyl acceptor immobilized on a support and a glycosyl donor in the reaction mixture,
und die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Transferase-Produktes nachgewiesen wird,and the presence or absence of a transferase product is demonstrated,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Zellulosemembran ist.characterized in that the carrier is a cellulose membrane.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung die Aktivität der Glycosyltransferase inhibiert.31. The method according to claim 30, characterized in that the compound inhibits the activity of the glycosyltransferase.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschritte des Verfahrens parallel mit mindestens zwei verschiedenen Kandidaten- Verbindungen durchgeführt werden.32. The method according to any one of claims 26 to 31, characterized in that the substeps of the method are carried out in parallel with at least two different candidate compounds.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Kandidaten-Verbindung in einer Bibliothek von Verbindungen enthalten ist, insbesondere einer Bibliothek von niedermolekularen Verbindungen.33. The method according to any one of claims 26 to 32, characterized in that the candidate compound is contained in a library of compounds, in particular a library of low molecular weight compounds.
34. Kit für den Nachweis einer enzymatischen Glycosyltransferase-Aktivität umfassend mindestens einen auf einem Träger immobilisierten Glycosylakzeptor, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Zellulosemembran ist.34. Kit for the detection of an enzymatic glycosyltransferase activity comprising at least one glycosyl acceptor immobilized on a support, characterized in that the support is a cellulose membrane.
35. Kit nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Kit einen Glycosyldonor umfasst.35. Kit according to claim 34, characterized in that the kit comprises a glycosyl donor.
36. Kit nach Anspruch 34 oder 35 umfassend mindestens einen weiteren Bestandteil, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die Puffer, Glycosyldonor(en), Glycosylakzeptor(en) und Glycosyltransferase^) umfasst. 36. Kit according to claim 34 or 35 comprising at least one further component which is selected from the group comprising buffers, glycosyl donor (s), glycosyl acceptor (s) and glycosyltransferase ^).
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