Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Forscher verfolgen Metallkomplexe auf dem Weg in lebende Zellen

21.04.2010
"Good vibrations" helfen bei der Untersuchung neuer Wirkstoffe
"VIP"-Veröffentlichung in "Angewandte Chemie"

Bochumer Chemikern ist es mit der Methode der Raman-Mikroskopie gelungen, den Aufenthaltsort von Metallverbindungen in lebenden Zellen genau zu verfolgen.

Die Forscher gewinnen so neue Einblicke in die Wirkmechanismen von metallhaltigen Arzneistoffen, denen sie großes Potenzial z.B. bei der Bekämpfung von Krebserkrankungen beimessen. Wegen ihrer grundsätzlichen Bedeutung wurde die Veröffentlichung in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" als besonders wichtige Arbeit ("VIP") herausgestellt.

Metallhaltige Wirkstoffe

Die beiden Arbeitsgruppen von Dr. Ulrich Schatzschneider und Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte synthetisieren Metallverbindungen, die gegen Krebs und Infektionskrankheiten wirken können. "Weit über die Hälfte aller chemischen Elemente sind Metalle. Umso erstaunlicher ist es, dass metallhaltige Wirkstoffe im Portfolio der gängigen Arzneistoffe, von sehr wenigen Ausnahmen abgesehen, bisher praktisch nicht vorkommen", sagt Prof. Metzler-Nolte. Dabei sind sie in Zellmodellen gegen Krebs genauso aktiv wie die besten organischen Verbindungen. Anders als in der traditionellen Wirkstoffforschung, in der ein Wirkstoff gezielt gegen ein vorher genau bekanntes Zielmolekül in der Zelle synthetisiert wird, ist über die Wirkmechanismen solcher Metallverbindungen fast nichts bekannt. "Einer der Gründe dafür mag die Tatsache sein, dass gerade wegen der besonderen Eigenschaften von Metallkomplexen auch völlig neuartige Wirkmechanismen möglich sind", mutmaßen die Forscher. Umso wichtiger ist es, diese Mechanismen aufzuklären, um neue Wirkstoff mit verbesserten Eigenschaften herstellen zu können.

Hilfe durch die Raman-Mikroskopie

Mit Hilfe der Raman-Mikroskopie sind die Bochumer Forscher diesem Ziel jetzt näher gekommen. Dabei werden in einem Mikroskop die Moleküle durch das stark gebündelte Licht eines Lasers polarisiert. Man kann dadurch den charakteristischen Fingerabdruck eines Moleküls, das sich im Fokus des Lasers befindet, aufzeichnen. Die gemessenen Frequenzen sind genauso wie ein Fingerabdruck charakteristisch für das jeweilige Molekül. In einer Zelle sind aber aufgrund der Vielzahl der Substanzen in der Zelle auch sehr viele Fingerabdrücke überlagert, was oft die Identifizierung erschwert. Die Forscher machten sich daher die Tatsache zunutze, dass die untersuchte Metallverbindung charakteristische Schwingungen in einem von den übrigen Molekülen nicht belegten Frequenzbereich zeigt - vergleichbar einer einzelnen Geigenstimme in einem Posaunenchor. Die Analyse des Fingerabdrucks innerhalb der Zelle erfolgte in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Martina Havenith, die neuartige physikalische Untersuchungsmethoden im Bereich der Spektroskopie entwickelt. Ihre Mitarbeiter konnten die Aufnahme der Metallverbindung verfolgen und feststellen, dass sie nach einigen Stunden im Zellkern angereichert wird. Anders als bei den meisten üblicherweise eingesetzten Methoden brauchten die Forscher die Zellen für ihre Untersuchungen nicht zu zerstören und auch keine zusätzlichen Markierungen in Form von Markermolekülen einzusetzen. Die Lokalisierung der Verbindung im Zellkern gibt wiederum den Synthesechemikern wertvolle Hinweise auf den Wirkmechanismus und mögliche Verbesserungen der Verbindung.

Titelbild bei Angewandte

Die grundlegende Bedeutung der Veröffentlichung dieser Ergebnisse wurde durch die Gutachter der Zeitschrift "Angewandte Chemie" besonders gewürdigt: Nur wenn alle anonymen, von der Redaktion ausgewählten Gutachter unisono zu einer sehr guten Bewertung eines Manuskripts gelangen, wird dieses als "very important paper" (VIP) bezeichnet. Die Arbeit wurde auch für das Titelbild der aktuellen Ausgabe ausgewählt.

Research Departments: interdisziplinäre Forschung an der Ruhr-Universität

Die Arbeiten der Bochumer Forscher werden ermöglicht durch das Research Department Interfacial Systems Chemistry. Research Departments sind Verbünde von Forschern der Ruhr-Universität, die in einem der Schwerpunktbereiche der Forschung besonders intensiv zusammenarbeiten. Die bisher fünf Research Departments werden vom Land Nordrhein-Westfalen und der Stiftung Mercator gefördert. Im Research Department Interfacial Systems Chemistry werden komplexe Vorgänge an Oberflächen und Grenzflächen untersucht. Das Ramanmikroskop wurde im Rahmen des Verbundprojektes "Innovative Instrumentierung zur Erweiterung der ANKA-Nutzung" vom Bundesforschungsministerium BMBF (BMBF 05KS7PC2) angeschafft.

Titelaufnahme

Konrad Meister, Johanna Niesel, Ulrich Schatzschneider, Nils Metzler-Nolte, Diedrich A. Schmidt und Martina Havenith: Labelfreie Visualisierung von Metallcarbonylkomplexen in lebenden Zellen mittels Raman-Mikrospektroskopie/ Label-Free Imaging of Metal-Carbonyl Complexes in Live Cells by Raman Microspectroscopy. In: Angewandte Chemie 2010, International Edition, Volume 49 Issue 19, Pages 3310-3312, doi: 10.1002/ange.201000097

Angewandte Chemie, deutschsprachige Ausgabe, Volume 122 Issue 19, Pages 3382-3384, doi: 10.1002/ange.201000097

Weitere Informationen

Dr. Ulrich Schatzschneider, Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte, Lehrstuhl für Anorganische Chemie I - Bioanorganische Chemie und Research Department Interfacial Systems Chemistry der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24153, E-Mail: ulrich.schatzschneider@rub.de, nils.metzler-nolte@rub.de, Internet: http://www.rub.de/ac1

Prof. Dr. Havenith, Lehrstuhl für Physikalische Chemie II und Research Department Interfacial Systems Chemistry der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, E-Mail: martina.havenith@rub.de, Internet: http://www.rub.de/pc2

Redaktion: Meike Drießen

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de/rd/rd-ifsc
http://www.rub.de/ac1
http://www.rub.de/pc2

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise