Portal für Organische Chemie

Chemie-Nachrichten > Dezember

09.12.09 Selektivere, doppelte Bindung eines Wirkstoffes am Muskarin-Rezeptor

Erfolgreiche Suche nach besserem Wirkstoff

Höhere Selektivität durch doppelte Bindung an Muskarinrezeptor

Medikamente haben häufig Nebenwirkungen, weil ihre Wirkstoffe im Körper mehr Prozesse in Gang setzten als erwünscht. Pharmazeuten der Universität Würzburg haben gemeinsam mit Wissenschaftlern vier weiterer Hochschulen einen Weg gefunden, diese Irrläufe zu verhindern - zumindest im Fall eines bestimmten Wirkstoffes.

Abb. 1: Dualsteres Hybrid am Muskarin-M2-Rezeptor
Quelle: Ulrike Holzgrabe, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Wir wirken Arzneistoffe? Z.B. indem sie an aktive Zentren von Enzymen binden und dann in Konkurrenz mit den natürlichen Substraten stehen, oder indem sie an Rezeptoren einer Zelle andocken und auf diese Weise weitere komplexe Reaktionsketten in Gang setzen. Dabei nutzen sie in der Regel die gleichen Bindungsareale auf den Proteinen wie körpereigene Botenstoffe.

Warum Medikamente Nebenwirkungen haben

"Interessanterweise sind diese Bindungsareale vieler Rezeptoren strukturell sehr ähnlich, so dass es schwierig ist, mit Medikamenten nur den gewünschten Effekt zu erzielen", erklärt Ulrike Holzgrabe. Die Professorin hat den Lehrstuhl für Pharmazeutische Chemie an der Universität Würzburg inne und forscht seit rund 20 Jahren an den Wirkstoff-Rezeptor-Verbindungen. "Die Tatsache, dass Arzneistoffe auch an 'falsche' Rezeptoren binden, führt zu Nebenwirkungen", sagt Holzgrabe.

Aufgabe der Pharmakologen und Chemiker war es also, einen Wirkstoff zu entwickeln, der ausschließlich an den einen, gewünschten Rezeptortyp binden kann. Das ist inzwischen in einem Fall geglückt: "Wir haben sogenannte 'dualstere Hybride' entwickelt, die diese Aufgabe erfüllen", sagt Ulrike Holzgrabe.

Einsatz bei Schmerzen und Alzheimer

Die von dem Wissenschaftler-Team entwickelte Substanz bindet an so genannte Muskarinrezeptoren. Diese spielen unter anderem bei der Verarbeitung von Schmerzen eine Rolle und bei Gedächtnisprozessen. Es ist gut möglich, dass der Wirkstoff einmal in der Therapie von Schmerzen und der Alzheimer-Krankheit Verwendung findet. Bis dahin ist es allerdings noch ein langer Weg: "Optimistisch gerechnet" zehn, "realistisch betrachtet" 15 Jahre werden wohl noch vergehen, bis das neue Medikament tatsächlich in Apotheken erhältlich sein wird, so Ulrike Holzgrabe.

Ein Wirkstoff sucht zweifach Kontakt

Diese neuen Moleküle docken mit einer Seite an die Bindungsstelle des Rezeptors an, an der auch die körpereigenen Substanzen Kontakt aufnehmen. Gleichzeitig sind sie so gebaut, dass sie sich auch noch an eine zweite, weiter entfernt liegende Bindungsstelle an den Rezeptor lagern. Sie nehmen also gleichsam doppelt Kontakt auf.

"Diese zweite Bindungsstelle hat ursprünglich keine Funktion", sagt die Pharmazeutin. Weil sie sich jedoch von Rezeptor zu Rezeptor strukturell sehr stark unterscheidet, bindet die neue Substanz ausschließlich an exakt den Rezeptor, dessen Signalweg stimuliert werden soll. Andere verschmäht sie; Nebenwirkungen bleiben somit aus.

Quelle:

Dualsteric GPCR targeting: a novel route to binding and signaling pathway selectivity
J. Antony, et. al., FASEB J. 2009, DOI: 10.1096/fj.08-114751

Bitte zitieren Sie die Seite wie folgt:

Selektivere, doppelte Bindung eines Wirkstoffes am Muskarin-Rezeptor
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2009/dez/muskarin-rezeptor.shtm)

Verwandte Themen:

Life Sciences, Medizinalchemie