Wirkstoffradio (MP3 Feed)

Diesmal sprechen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über das Renin-Angiotensin-Aldosteron (RAA) System. Im RAA-System wird mit Hilfe von Enzymen und Hormonen das Volumen der Blutgefäße reguliert, in dem sich diese verengen oder erweitern .

Beide Wirkstofftypen sind Beispiele für das rationale Design, da sie von den endogenen Liganden abgeleitet werden können. Dabei werden Teile der Liganden durch chemische Bausteine ersetzt, die zwar noch binden, jedoch keinen Effekt erzeugen können.

Im letzten Teil der Episode freuen sich Hans-Dieter und Bernd über ihr erstes Feedback, besprechen dabei auch erste Hörer:innen Fragen und sind schon gespannt auf weitere Meldungen.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

ACE2 ist eine Monopeptidase, sie spaltet eine Aminosäure (Histidin) ab und deaktiviert damit das Angiotensin II.

Der erste Effekt der Angiotensin II ist die Verengung der Gefäße, die dann auch zur ERhöhung des Bludrucks führt.

Bernd liest folgende Auszüge aus der E-Mail von Lennard W. :

Mit freundlichen Grüßen,

Danach diskutieren Hans-Dieter und Bernd, dass ein Wirkspiegel prinzipiell für jedes Arzneimittel mit einem Wirkstoff notwendig ist, um die gewünschte Wirkung zu erzeugen. Der Wirkspiegel kann allerdings je nach Mechanismus unterschiedlich hoch sein und kann aus diversen Gründen sich auch erst mit Verzögerung einstellen. So kann es sein, dass erst Depots wie Fett- oder Protein-Depot gefüllt werden müssen oder sich erst ein Gleichgewicht im physiologischen Mechanismus einstellen muss.

Liebe Hörer:innen, Ihr wollt uns eine AUA-Frage stellen, dann schreibt uns unter dem Betreff [AUA-Frage] an [email protected]. Oder auf Twitter an @wirkstoffradio mit dem Hashtag #AUAFrage, das geht dort auch als Direktnachricht.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes/Apple-Podcasts oder panoptikum.social.

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Nach der Reise der Wirkstoffe besprechen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp nun einzelne Wirkstoffklassen. Das erste Thema beschäftigt sich mit Wirkstoffen zur Behandlung des Bluthochdruck, die so genannten Antihypertonika. Nach einer Aufzählung der wichtigsten Wirkstoffklassen beginnen  Hans-Dieter und Bernd in dieser Episode mit den Diuretika, also Substanzen zur Entwässerung.

Diuretika sind die am längsten bekannten Blutdruck senkenden Arzneimittel.  Nach einer kurzen Beschreibung des Wirkortes in der Niere, legen Hans-Dieter und Bernd den Hauptfokus auf die Beschreibung der chemischen Grundkörper einiger wichtiger Wirkstoffe wie  Hydrochlorothiazid bzw. Furosemid und den sich daraus ergebenden Wirkmachnismus.

Zum Abschluss der Episode diskutieren Hans-Dieter und Bernd den Medizin Nobelpreis 2021, dabei besprechen sie die Entdeckung des Ionenkanals TRPV1 oder auch Capsaicin Rezeptor und die Probleme, die sich bei der Entwicklung eines modernen Arzneimittels für diesen Rezeptor ergeben.

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Bernd schildert seine Eindrücke der Wirkstofftage 2021, die leider Corona bedingt nochmals virtuell stattfinden mussten und auf einen Tag gekürzt wurden. Bernd beschreibt einige seiner Ansicht nach spannende Themen, die hoffentlich bald auch in neue Wirkstoffradio Episoden münden.

Hans-Dieter und Bernd überlegen, wie sie nach der Reise von Wirkstoffen inhaltlich mit den Episoden weiter machen möchten.

Die Idee ist nun, dass Hans-Dieter und Bernd sich nach der allgemeinen Einführung einzelnen Wirkstoffgruppen widmen und dabei den Fokus auf die chemischen Strukturen der Wirkstoffe und die daraus resultierenden Wirksmechanismen legen.

Zur Unterstützung werden die beschriebenen Strukturen neben den Shownotes auch als Bilder in den Kapitelmarken auftauchen. Falls noch Fragen offen bleiben, freuen sich Hans-Dieter und Bernd über reges Feedback von Seiten der Hörer:innen, am besten über die Adresse:  [email protected] mit dem Betreff: [Wirkstoff-Reise] .

Als erste Wirkstoffgruppe nehmen Hans-Dieter und Bernd Wirkstoffe zur Behandlung des Bluthochdruck in den Blick. Einführend besprechen sie welche Möglichkeiten es grundsätzlich gibt, den Blutdruck zu regulieren.

Antihypertonika – Wikipedia Artikel

Hans-Dieter teilt die Antihypertonika in drei prinzipielle Gruppen ein:

Diuretika wirken erst nach der Sezernierung in den Primärharn ausserhalb des Blutsystems und haben so schon den eEnflußbereich des Körpers so gut wie verlassen.

Hans-Dieter erklärt, dass die diuretische Wirkung der Sulfonamide  als Nebenwirkung bei den antibiotisch wirkenden Strukturen aufgefallen ist.

Hans-Dieter führt aus, dass das Carboxamid nach dem gleichen Mechanismus wirkt, wie die Thiazide; erst der Übergang zum Carbonsäure-Derivat führt zu einem anderen Wirkmechanismus und damit zu einem neuen Wirkungsprofil.

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In dieser Episode fassen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp die Reise von Wirkstoffen zusammen und besprechen einige Termini technici wie Pharmakokinetik (PK), Phamakodynamik (PD) und QSAR.

Dabei blicken sie auch zurück, wie sich die Wirkstoffforschung in den letzten Jahren weiter entwickelt hat und was davon schon im Wirkstoffradio besprochen wurde.

Um die Reise fortsetzen zu können, rufen sie zur Mithilfe auf und freuen sich über Wunschthemen, die sie in kommenden Episoden besprechen. Wünsche können unter [email protected] mit dem Betreff: [Wirkstoff-Reise] abgegeben werden.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Stoffeigenschaft (u.a. Physikochemische Eigenschaften) – Wikipedia Artikel

Stoffwechsel (Matabolisierung) – Wikipedia Artikel

Metabolisierung – DocCheck Flexikon

Proteinbindung – Wikipedia Artikel

2012 wurden Brian Kobilka und Robert Lefkowitz für die Arbeiten über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren mit dem Nobelpreis für Chemie geehrt. Quelle: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren -Wikipedia Artikel

Die Reise der Wirkstoffe soll weiter gehen. Daher freuen sich Hans-Dieter und Bernd sehr über die Beteiligung der Hörer:innen und rufen dazu auf, ihnen Fragen bzw. Anregungen zukommen zu lassen, welche Arzneistoffgruppen bzw. Indikationsgebiete sie in den nächsten Folgen besprechen sollen. Hörer:innen können daher unter [email protected] mit dem Betreff: [Wirkstoff-Reise] ihre Wunschthemen einsenden.

Am 27.09 finden die Wirkstofftage 2021 statt. Da diese wegen der aktuellen pandemischen Lage ausschließlich virtuell stattfinden, wurde das Programm auf einen Tag zusammen gekürzt. Bernd wird im Anschluss mit der ein oder anderen Teilnehmer*In ein Interview führen. Hörer:innen können daher unter [email protected] mit dem Betreff: [Wirkstofftage2021] ihre Fragen zu den unterschiedlichen Vorträgen der Wirkstofftage einsenden. Bernd leitet  dann an die Vortragenden weiter oder würde diese im Rahmen eines Gesprächs für das Wirkstoffradio einbinden.

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In dieser Episode hat sich Bernd mit Konrad Förstner und Lambert Heller eingehend über offene Wissenschaft unterhalten.

Sie haben nicht nur über open Science im Allgemeinen gesprochen, sondern sind auch auf die gesellschaftlichen Aufgaben von Wissenschaft eingegangen und wie wichtig es ist, dass Wisssen offen und frei zugänglich für Jede(n) zur Verfügung steht. Anhand vieler Beispiele werden nicht nur Fehlschläge, sondern auch Erfolgsgeschichten der offenen Wissenschaft dargestellt. Abschließend geben sie auch Anregungen, wo sich Interessierte weiter  zu offener Wissenschaft  Informieren können.

Lambert Heller (@Lambo) ist Leiter des Open Science Lab an der TIB dem Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften und Universitätsbibliothek. Daneben betreibt Lambert zusammen mit Claudia Frick (@FuzzyLeapfrog) und Henning Krause (@henningkrause) den Kanal Forschungsstrom.tv.

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Wahlspruch der Royal Society:

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Lambert Heller und Prof. Dr. Konrad Förstner für die Zeit, die Erläuterungen und die launigen Ausführungen zum Thema „offene Wissenschaft“.

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In dieser Episode besprechen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp innerhalb der Reise von Wirkstoffen, wo diese wirken und was dabei ausgelöst wird.

Der Wirkort oder auch Zielstruktur, sind meist ein oder mehrere Moleküle im Körper, mit denen ein Wirkstoff eine Interaktion eingehen kann. Diese Interaktionen beeinflussen dann die Kaskade, an der die entsprechende Zielstruktur beteiligt ist; diese Modulation nennt man dann Wirkmechanismus.

Häufig handelt es sich bei  Zielstrukturen bzw. Targets um Rezeptoren, Ionenkanäle, Transportproteine, aber auch DNS Interaktionen und Enzyme können Target eines Wirkstoffs sein. Je nach Interaktion der Wirkstoffe mit dem Zielprotein sind unterschiedliche Mechanismen bekannt. Hans-Dieter und Bernd gehen in dieser Episode auf die wichtigsten Mechanismen ein und besprechen die grundlegenden Eigenschaften an Hand einiger Beispiele.

Wirkstoff des Monats ist Teduglutid. Dr. Annette Schappach hat uns auf diesen Wirkstoff aufmerksam gemacht, da sie unter anderem diesen einige Jahre im Bereich  Arzneimittelsicherheit betreut hat. Teduglutid ist ein GLP-2 Analogon und wird für die Behandlung des Kurzdarmsyndroms bei Erwachsenen eingesetzt.

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Diesmal haben Ursula Pfeiffer, Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp die Reise der Wirkstoffe fortgesetzt. Nachdem sie in der Episode WSR041 Die Reise von Wirkstoffen und der HAMLET Komplex, die Applikation und die Freisetzung besprochen hatten, diskutierten sie diesmal, wie Wirkstoffe aus dem Dünndarm aufgenommen werden.

In der Regel werden Wirkstoffe durch passive Mechanismen vom Dünndarm in das Blut aufgenommen. Entscheidend für  diesen Schritt sind die Zellmembranen der Zellen, die überwunden werden müssen. Hans-Dieter beschreibt die Zellenmembran  als Kornfeld, da die Moleküle der Membran nicht  über direkte chemische Bindungen verknüpft sein dürfen, um einem Wirkstoffmolekül die Möglichkeit zu geben, diese zu durchdringen.

Außerdem werden auch Themen wie First Pass Effekt bzw. Metabolisierung in der Leber, Verteilung über die Blutbahn und Ausscheidung durch die Niere angesprochen. Diese Schritte definieren die Menge des Wirkstoffs, welche für die Wirkung zur Verfügung steht.

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Bernd hat sich im April 2021 mit Dr. Florian Kloß vom Hans-Knöll-Institut (HKI) unterhalten. Florian leitet am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie die Transferabteilung Antiinfektiva.

Mit Florian ist schon Anfang 2020 eine Episode im Wirkstoffradio erschienen (WSR030 Antibiotika & Resistenzen: Geschichte, gesellschaftliche Bedeutung und Antiinfektiva-Forschung – Interview mit Dr. Florian Kloß). Damals haben sie über die Entwicklung von Antibiotika gesprochen und auf welche Hürden Florian dabei gestoßen ist.

Zu der Zeit konnten sie noch nicht ahnen, dass die Welt kurz vor dem Ausbruch einer Pandemie steht, daher haben sie damals nur sehr theoretisch über solche Szenarien gesprochen. Mittlerweile befindet sich die Pandemie am Ende der dritten Welle in Deutschland und die Impfkampagne läuft.

In diesem Gespräch schildern Florian und Bernd ihre Erfahrungen aus dem bisherigen Verlauf der SARS-Cov2 Pandemie und gehen dabei auch darauf ein, warum die Entwicklung eines Therapeutikum noch auf sich warten lässt, während einige Impfstoffe schon seit Ende 2020 auf dem Markt sind.

Dabei gehen sie nicht nur auf einige Probleme in der Entwicklung ein, sondern nehmen auch die Produktion und die damit verknüpfte Logistik mit in den Blick.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Florian erwähnt in der Episode, dass 700.000Tote jährlich durch resistente Keime verursacht werden. Dieses Thema haben wir schon in Episode WSR031 MRSA, Schneeglöckchen und Alkaloide besprochen. Hier nochmals die entsprechenden Artikel und Links:

Unter Synthesizer versteht man einen Roboter zur automatischen Synthese chemischer Substanzen.

Hier nochmal der Link zu Leibniz debattiert:

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Florian Kloß für die Zeit, seine Erläuterungen und Ausführungen.

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Diesmal startet ein neues Projekt im Wirkstoffradio. Ursula Pfeiffer, Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Dr. Bernd Rupp beginnen eine Magazinserie, in der sie zuerst die Reise von Wirkstoffen durch den Körper diskutieren möchten.

In dieser Folge geht es um die Aufnahme von Wirkstoffen in den Körper. Dabei beschäftigen wir uns mit Darreichungsformen von Arzneistoffen und deren Formulierungen, welche Ziele dabei verfolgt werden müssen, um den Wirkstoff erfolgreich aufnehmen zu können und auf was für Probleme man dabei stoßen kann.

In der Rubrik Wirkstoff des Monats stellt Ursula das Molekül HAMLET vor.  Ein Fett-Protein Komplex aus der Muttermilch, der bei Krebszellen den Vorgang der Apoptose auslösen kann.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Hier der Link zu Han Sun Gruppe, in der Bernd seit 01.01.2021 arbeitet. Ronald Kühne hat Bernd 2006 an das FMP gebracht.

Hier ist die Liste aller Episoden, in denen Hans-Dieter als Gast im Wirkstoffradio aufgetreten ist:

Ursula Pfeiffer arbeitet am FMP als Doktorandin in der Gruppe von Leif Schröder.

Ursula liest die Mail von Gertrud S. vor:

„Wie immer lausche ich beim Hausputz mit wachsender Begeisterung euren Beiträgen und möchte mich für die spannenden auch für einen Laien nachvollziehbaren Sendungen bedanken.

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Bernd hat sich mit seinem Gesprächspartner, Dr. Jörn Glökler, remote zusammengesetzt, da es in der derzeitigen Pandemie nicht anders möglich ist. Sie haben über PCR und Sequenzierung gesprochen. Jörn ist Senior Scientist an der Technischen Hochschule Wildau, und auch Mitarbeiter bzw. Berater bei einigen Biotech Unternehmen.

Seit Anfang 2020 verbreitet sich auch in Deutschland die SARS-CoV-2 Pandemie. Dabei sind PCR-Tests wichtige Werkzeuge, um Patienten mit COVID-19 zu identifizieren. Über Sequenzing oder Sequenzierung spricht man in diesem Zusammenhang dann, wenn nach einem positiven Test auch die Variante des Virus bestimmt wird. Diese Verfahren sind nicht nur für Arbeiten in der aktuellen Pandemie wichtig, sondern gelten mittlerweile als Standard-Werkzeuge in  Diagnostik und Forensik.

Wie diese Techniken genau funktionieren, woher sie kommen, wo diese noch angewendet werden und woran Wissenschaftler aktuell bei der Weiterentwicklung dieser Techniken arbeiten, lässt sich Bernd von Jörn in dieser Episode erklären.

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Ein PCR-Versuch hat drei Phasen:

Wenn die gewünschte Sequenz bekannt ist, können die Primer über Sythesedienstleister bestellt werden.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Jörn Glökler für die Zeit und seine Erläuterungen und Ausführungen zu seinem Forschungsgebiet.

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Bernd sitzt zusammen mit Dr. Hajo Kries und spricht über das Design von Naturstoffen. Hajo ist Wissenschaftler am  Hans-Knöll-Institut (HKI), dem Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena und leitet dort die Nachwuchsgruppe biosynthetisches Design von Naturstoffen.

Die beiden sprechen über die Proteinsynthese in Zellen bzw. Mikroogranismen und wie man diese ändern muss, um neue Naturstoffe produzieren zu können. Hajo hat hier vor allem die Nichtribosomale Peptidsynthetasen (NRPS) im Blick, mit deren Hilfe er bisher unbekannte Peptide erzeugen möchte, die als Wirkstoffe verwendet werden können. Dabei verändert er den genetischen Code der Nichtribosomalen Peptidsyntheasen (NRPS) mit Hilfe gerichteter Evolution solange, bis das von Ihm ausgewählte Peptid von der NRPS erzeugt wird.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

In der Natur gibt es viele  wichtige Wirk- oder Giftstoffe, die zum Beispiel aus Pflanzen, Pilzen oder Mikroben erzeugt werden. Früher hat man diese Substanzen vor allem durch Isolation bzw. Extraktion gewonnen. Bei dem biosynthetischen Design von Naturstoffen nutzt man Werkzeuge der synthetischen Biologie, also Methoden aus der Mikrobiologie und Biotechnologie, um in Mikroorganismen gezielt neue Wirkstoffe herzustellen.

Beispiele für solche Naturstoffe sind  Polyketide wie z.B. Erythromycin, ein Makrolid Antibiotikum. Des Weiteren gibt es bestimmte Terpene  wie Artemisinin gegen Malaria  oder Taxol als Krebsmedikament. Hajos Gruppe ist allerdings spezialisiert auf nicht ribosomale Peptide und Polyketide.

Optimierung der Struktur des Naturstoffs im Hinblick auf:

Hajo führt aus, dass es sowohl einen ribosomalen Weg als auch einen nichtribosomalen Weg gibt, um Proteine zu erzeugen. Der Weg über das Ribosom stellt den Standardweg der Protein- bzw. Peptidsynthese in den meisten Lebewesen dar und ist evolutionär schon sehr alt.

Ribosomen bestehen aus Nukleinsäuren; diese Nukleinsäuren des Ribosoms bauen aus Aminosäuren die Proteine zusammen. Dabei wird DNS im Zellkern der Zellen in mRNS übersetzt. Dies wird aus dem Zellkern der Zellen ausgeschleusst und gelangt im Cytosol an das Ribosom. Das Ribosom nutzt diese mRNS als Bauplan, um die darin kodierten Proteine zu bauen.

Des Weiteren erwähnt Hajo die Ribosomalen Posttranslational-modifizierten Peptide  (RIPP).

Drei Wege der Proteinsythese:

Eine NRPS ist aufgebaut wie ein Fließband aus Proteinmodulen, jedes Modul ist für den Einbau eines Bausteins (z.B. Aminosäure) zuständig. Vorteil des Modulaufbaus ist, dass relativ einfach gezielte Modifikationen möglich sind; so kann ein Organismus neben den proteinogenen Aminosäuren auch andere Bausteine in den gewünschten Wirkstoff einbauen.

Die Peptidsequenz ist kodiert im NRPS Gen, nach der Herstellung NRPS Proteins steht das Ergebnis Peptid bereits fest. Daraus folgt, dass die NRPS nicht programmierbar ist.

Das Ribosom hat die mRNA als Vorlage, um ein Protein zu machen. Die mRNA entscheidet, welches Protein vom Ribosom produziert wird, das Ribosom ist also programmierbar.

Ein Vorteil der NRPS ist, dass NRPS mehrere hundert unterschiedliche Bausteine in die Synthese einarbeiten kann, u.a. können neben Aminosäuren auch nicht-proteinogene oder nicht natürliche Bausteine eingebaut werden. Beispiel Synthese von Daptomycin.

Diese strukturelle Flexibilität lässt Raum für den Einbau gewünschter Modifikationen wie fluoreszenter Bausteine oder Bausteine, mit denen man ein Peptid mit anderen Molekülen verlinken (zusammenfügen) kann. Voraussetzung sind Amino- und/oder Säuregruppen, um die Bausteine in das Peptid integrieren zu können. So ist die Startergruppe bei dem erwähnten Daptomycin eine Fettsäure.

Um das von der NRPS erzeugte Peptid zu verändern, muss Hajo die NRPS, also das vorgefertigte Fließband modifizieren. Dabei verfolgt Hajo unterschiedliche Strategien wie:

Für die Veränderung der Module muss der genetische Code eines Moduls geändert werden; hierfür nutzt Hajo Techniken der gerichteten Evolution

„…. Gerichtete Evolution funktioniert sehr ähnlich wie die Evolution der Natur, aber mit einem Ziel. Die natürliche Evolution passiert ja einfach ohne dass irgend etwas oder irgend jemand vorgibt, wohin es gehen soll! …“- Zitat Hajo.

Für die Technik der gerichteten Evolution hat 2018 Francis Arnold  unter anderem den Nobelpreis Chemie bekommen.  Sie hat gezeigt, dass man auf diesem Weg nützliche Biokatalysatoren herstellen kann.

Die Größe eines durchschnittlichen Moduls ist ca. 50kDalton. 1 Aminosäure entspricht dabei ca. 100Dalton. Das bedeutet, dass ein Modul aus ca. 500 Aminosäuren besteht. Da die NRPS aus mehreren Modulen bestehen, können diese leicht aus mehreren tausend Aminosäuren aufgebaut sein, die dann auch noch korrekt gefaltet werden müssen.

Wer sich zu Röntgenkristallographie informieren möchte. Wir haben dazu schon eine Episode im Wirkstoffradio: WSR011 Proteinstrukturen aufklären mit der Röntgenkristallographie – Interview mit Dr. Yvette Roske

Eine Domäne ist ein Teil innerhalb des NRPS Moduls, die eine spezifische Funktion übernimmt, z.B. stellt die Domäne eine Bindetasche mit katalytischer Funktion dar.  In der Regel bilden drei Domänen ein Modul. Ziel von Hajos Arbeit ist es, Domänen so zu verändern, dass neue Bausteine dort verarbeitet werden können. Hajo führt dies an unterschiedlichen Beispielen aus.

Bei der MS wird ein Molekül anhand seiner Masse analysiert. Dabei kann das Molekül auch innerhalb des MS fragmentiert (zerkleinert) werden. Da Moleküle nach bestimmten Mustern zerfallen, ergeben die Fragmente eine Art Fingerabdruck. Dieser ist dann für eine bestimmte Aminosäure bzw. ein ganzes Peptid spezifisch, so dass man damit komplizierte organische Moleküle identifizieren kann.

Zur Analyse der NRPS wird die Synthese bereits bei dem Einbau der Aminosäuren unterbrochen und mittels MS die Zusammensetzung des synthetisierten Peptids bestimmt.

Hajo führt aus, dass sein MS so empfindlich ist, dass er eine Messerspitze Kokain, die in einem Olympischen Schwimmbecken aufgelöst wurde, noch nachweisen könnte.

Hajos Modellpeptid ist Gramicidin S .

Ziel ist ein perfekt designter Wirkstoff, der sich biologisch herstellen lässt.

Gewinnung aus dem Penicillium Pilz. Die verschiedenen Penicilline wie z.B. Ampicillin werden dann durch Modifizierung auf chemisch biotechnologischem Wege hergestellt.

Hajo beschreibt, dass sie bei der Modifizierung von Modulen  schon gute Erfolge erzielt haben und andere Aminosäuren mit hoher Spezifität einsetzen können. Für die Rekombination der modifizierten Module verwendet Hajos Team DNA Moleküle, um die Position der Module zu definieren.

Hajos Lieblingsmolekül ist HG3.17 sein erstes Enzym, das er mittels gerichteter Evolution verändert hat. Die Effizienz des Enzyms als  Biokatalysator konnte durch diese Veränderungen um mehr als 100-fach gesteigert werden.

Miriam Agler-Rosenbaum hat bei uns in der Episode: WSR034 Wirkstoffproduktion: Von der Flasche im Labor bis zum Tank in der Industrie schon über den Betrieb eines Biotechnikums gesprochen.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Hajo Kries für die Zeit und seine Erläuterungen und Ausführungen zu seinem Forschungsgebiet.

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