Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Metallatom gibt die Struktur vor: neues Konzept zur Konstruktion von Enzym-Hemmstoffen

27.01.2006


Komplexe Naturstoffe nehmen meist exakt definierte räumliche Strukturen ein, die für ihre biologische Funktion von entscheidender Bedeutung sind. So muss ein Substrat genau in die "Tasche" eines Enzyms passen, damit es umgesetzt wird. Gleiches gilt für Pharmaka, die die Funktion von Enzymen beeinflussen sollen. Die große Herausforderung besteht darin, effektive Methoden zur Synthese von Wirkstoffen mit maßgeschneiderter dreidimensionaler Gestalt zu entwickeln. Ein britisch-amerikanisches Forscherteam um Eric Meggers setzt dabei auf Metallatome, die den Wirkstoff in die richtige Form bringen sollen. Mit diesem Konzept ist es ihnen nun gelungen, einen spezifischen Inhibitor der Proteinkinase Pim-1 auf der Basis eines Ruthenium-Komplexes zu entwickeln.



Proteinkinasen spielen eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl zellulärer Regelungsmechanismen. Der Naturstoff Staurosporin ist ein wirkungsvoller Inhibitor der Klasse der Adenosintriphosphat (ATP) abhängigen Protein Kinasen, denn er passt genau in die ATP-Bindetasche dieser Enzyme. Meggers und sein Team von der University of Pennsylvania (USA) und der Oxford University (UK) nahmen die Struktur von Staurosporin als Ausgangspunkt für die Entwicklung eines einfacher aufgebauten metallhaltigen Inhibitors. Staurosporin besteht aus einem flachen aromatischen Ringsystem und einem Zuckerbaustein. Die Wissenschaftler ersetzten den Zucker durch ein Rutheniumatom mit zwei Liganden. Das Ringsystem, das leicht variiert wurde, bindet ebenfalls als Ligand an das Ruthenium. Wie eine Klammer umspannt es das Metall von zwei Seiten. Durch geschickte Wahl der beiden anderen Liganden - Kohlenmonoxid und ein aromatischer Fünfring - gelang es den Forschern, ihren Ruthenium-Komplex so zu gestalten, dass er die räumliche Gestalt von Staurosporin nachahmt und ebenfalls in die ATP-Bindetasche passt.



Der neue Ruthenium-Komplex kann in zwei Varianten vorliegen, die wie Bild und Spiegelbild aufgebaut sind. Tests mit mehr als 50 verschiedenen Kinasen ergaben, dass die "linke" Variante ganz spezifisch ein Enzym namens Pim-1-Kinase inhibiert - und dabei um zwei Größenordnungen wirksamer ist als Staurosporin. Die Pim-1-Kinase ist an der Regulation der Zellteilung beteiligt. Ihre Hemmung könnte sich bei der Bekämpfung bestimmter Tumore vorteilhaft auswirken.

"Das Metall ist in solchen Komplexen sehr fest gebunden, so dass es nicht so leicht freigesetzt werden kann und daher vermutlich nicht toxisch wirkt," betont Meggers. "Seine einzige Aufgabe ist es, die einzelnen Liganden in der richtigen räumlichen Anordnung zu halten. Im Vergleich zu ihren rein organischen strukturellen Vorbildern sind metallorganische Komplexe einfacher aufgebaut und entsprechend leichter zu synthetisieren."

Autor: Eric Meggers, University of Pennsylvania, Philadelphia (USA), http://www.sas.upenn.edu/~meggers/

Angewandte Chemie: Presseinfo 04/2006

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://www.sas.upenn.edu/~meggers/
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Enzym Metallatom Ruthenium-Komplex Staurosporin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ein neues Mittel gegen Zöliakie
24.09.2018 | Technische Universität Wien

nachricht Zika und Gelbfieber: Impfstoffe ohne Ei
21.09.2018 | Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg

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: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Innovative Technologien für den Weltraumeinsatz – DFKI Robotics Innovation Center auf dem IAC 2018

24.09.2018 | Messenachrichten

Forscher untersuchten Wechselwirkungen in künstlichen Systemen

24.09.2018 | Physik Astronomie

19"-Rangierverteiler zur effizienten LWL-Datenübertragung

24.09.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics