Chemische Biologie

Direktor

Prof. Dr. Dr. h.c. Herbert Waldmann >

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Forschungsgruppen

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Projektgruppen

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Die Entwicklung von Wirkstoffen, mit denen sich biologische Prozesse gezielt beeinflussen und womöglich Krankheiten wie Krebs besser behandeln lassen, gleicht der Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen: Auch wenn man mit Hilfe von Robotern Millionen, Milliarden oder Billionen von neuen Molekülen synthetisieren kann – die Wahrscheinlichkeit, dass man eine brauchbare Substanz darunter findet, ist sehr gering.

Wir verfolgen deshalb einen anderen Ansatz: Wir orientieren uns an Vorbildern aus der Natur. Denn die Evolution hat eine Vielzahl von hocheffektiven biologisch aktiven Substanzen hervorgebracht. Ob Pflanzen, Tieren, Bakterien oder Pilzen – jeder Organismus verfügt über Stoffe, die im Körper wichtige Aufgaben erfüllen. Und zwar meist, indem sie an einen bestimmten Proteinrezeptor binden. Etliche dieser Stoffe, so hat sich oft gezeigt, wirken nicht nur auf ihr eigentliches Ziel, sondern auch auf menschliche Zellen. Bekannte Beispiele dafür sind die Pflanzenstoffe Morphin und Digitalis, aus denen hochwirksame Medikamente gegen Schmerzen beziehungsweise Herzkrankheiten hervorgegangen sind.  


Schwerpunkt unserer Arbeit ist unter anderem die Entwicklung neuer Methoden und Strategien für die Herstellung einer ganzen Kollektion von Wirkstoffen, die einzelnen Naturstoffen nah verwandt sind. Dazu nutzen wir nicht nur zahlreiche Techniken der organischen Chemie, sondern auch biochemische und zell-basierte Analyseverfahren und moderne Methoden der Informatik. Ein ausgeklügeltes Computerprogramm namens Scaffold Hunter, mit dem wir nach aussichtsreichen Grundgerüsten für die Synthese geeigneter chemischer Werkzeuge für unsere Experimente fahnden, stammt sogar aus unserem Institut.

Die von uns mit einer neuartigen Reaktionskaskade synthetisierte Wirkstoffklasse der Centrocountine ist ein vielversprechender Ausgangspunkt für die Entwicklung innovativer Tumortherapien. Mit Centrocountinen behandelte Krebszellen teilen sich nicht in zwei, sondern in drei oder mehr Tochterzellen, die daraufhin nicht mehr lebensfähig sind.

Einen weiteren Fokus in unserer Abteilung bildet die Synthese und die Untersuchung lipidgebundener Proteine. Sie spielen eine maßgebliche Rolle für die Signalweiterleitung und Transportprozesse in lebenden Zellen. Unser Ziel hierbei ist die Entwicklung gut handhabbarer und verlässlicher Methoden für die Herstellung solcher Lipoproteine, insbesondere solcher, die zur Gruppe der Ras-Proteine gehören. Wir wollen kleine Moleküle finden, mit denen sich die Funktion und Aktivität dieser wichtigen Protein-Familie regulieren lässt. Ras ist ein zentrales Glied verschiedener Signaltransduktionswege, die Wachstums- und Differenzierungsprozesse regulieren – und damit einer der zentralen Ansatzpunkte für neue, hoffentlich wirksamere Krebstherapien.

Centrocountine stören die Zellteilung von Krebszellen

Mit Centrocountinen behandelte Zellen (rechts) teilen sich nicht wie unbehandelte Zellen in zwei (links), sondern in drei Tochterzellen (roter Kreis).
 
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