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Hohes Forschungspotenzial in der Medizinischen Chemie

02.03.2004 - (idw) Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Der medizinische Fortschritt ist in den letzten Jahren vor allem auf neuen Erkenntnissen auf molekularer Ebene gegründet. Je besser es gelingt, die molekularen Strukturen und Mechanismen auf biologischer Ebene zu entschlüsseln, desto zielgerichteter kann man in der Medikamentenentwicklung vorgehen. Einige derzeitige Forschungsschwerpunkte in der medizinischen Chemie zeigt eine gemeinsame Tagung der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) und der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft (DPhG) vom 15. bis 17. März in Erlangen auf.

Ob bei Bluthochdruck, Schlaflosigkeit, Angstzuständen oder Depressionen, viele Medikamente wirken, indem sie an G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) in den Zellmembranen andocken. Durch diesen Bindungsvorgang ändert sich die Struktur des Rezeptors und im Zellinnern wird ein bestimmter Vorgang, ein gewünschter Effekt, ausgelöst. Auch körpereigene Stoffe wirken auf diese Weise und machen so die Kommunikation der Zellen untereinander möglich. Man spricht von GPCR-bindenden Signalmolekülen, zu denen z. B. auch das Neurotensin gehört, ein im Dünndarm gebildetes Intestinalhormon. Es ist ein Peptid, das die Säuresekretion des Magens hemmt und die Darmkontraktion stimuliert, also die Magen-Darm-Motorik reguliert. Erstmals ist es nun gelungen, die Struktur des Neurotensin zu ermitteln, während es an GPCR gebunden ist. Das gelang mit der Kernresonanzspektroskopie (aus dem Englischen abgekürzt NMR). Die sogenannte zwei-dimensionale Festkörper-NMR-Spektroskopie zeigte eine wohldefinierte, gestreckte Struktur des Peptids. Dieses Resultat und die eingesetzte Methode liefern einen wichtigen Beitrag für das strukturbasierte Design von Medikamenten.

Solche Medikamente müssen nicht zwangsläufig eine völlig identische Molekülstruktur und gleiche Molekülgröße aufweisen. Im Gegenteil, häufig werden kleiner Moleküle gewünscht, die oftmals eher das Potenzial haben, oral verabreicht werden zu können. Geht z.B. Kinderwunsch nicht in Erfüllung, werden in der klinischen Reproduktionstherapie Gonadotropine, das sind körpereigene Geschlechtshormone, eine Klasse der Glycoproteine, die u.a. die Eireifung fördern, parenteral verabreicht, das heißt intramuskulär oder subcutan gespritzt. Jetzt scheint man einen geeigneten Kandidaten für ein orales Medikament gefunden zu haben, das also die Behandlung sehr erleichtern würde. Die Entwicklung dieses kleinen Moleküls gestaltete sich nicht einfach, weil man hier so genaue Strukturaussagen wie jetzt im Falle des Neurotensin noch nicht vorliegen hatte. Auch die Gonadotropine binden an GPCR und wirken so auf den Zellstoffwechsel ein. Das kleine Molekül muss also über eine Struktur verfügen, die es ermöglicht, wie die Gonadotropine an GPCR zu binden.

Auf der Tagung, die von den Fachgruppen Medizinische Chemie der GDCh und der DPhG organisiert wird, stehen GPCR und die strukturbasierte Wirkstoffentwicklung in den 25 Vorträgen im Vordergrund. Die Forschungsarbeiten reichen von der grundlagenorientierten strukturbiologischen und biochemischen Charakterisierung der G-Protein gekoppelten Rezeptoren bis hin zur anwendungsorientierten Auffindung neuer Wirkstoffkandidaten.

Die Tagung verdeutlicht, dass für die Pharmaforschung die enge Vernetzung der akademischen und angewandten Forschung von zentraler Bedeutung ist und widerlegt die in jüngster Zeit aufkommende Behauptung, in der Pharmaforschung gäbe es nur noch limitiertes Innovationspotenzial.
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