Wien – Am Department für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Wien untersuchen Wissenschafter seit Jahren den Öffnungs- und Schließmechanismus von sogenannten Ionenkanälen. Diese bestimmen auch die Kontraktion des Herzmuskels: Kalzium löst die Kontraktion aus, Kalium sorgt für die anschließende Entspannung. Beim Kaliumkanal haben die Wissenschafter jetzt einen neuen Bestandteil identifiziert.
Die Forschungen sind deshalb wichtig, weil diese Ionenkanäle Angriffspunkte für zahlreiche Arzneimittelwirkstoffe sind. Erkenntnisse über ihre Struktur können bei Vorhersagen helfen, ob neue Substanzen eventuell unerwünschte Herzrhythmusstörungen auslösen könnten. Das ist bekanntermaßen bei verschiedenen Wirkstoffen der Fall.
Der wichtigste Kaliumkanal für Muskelentspannung im Herz ist der sogenannte HERG-Kaliumkanal. Bekannt wurde dieser, weil er durch eine Vielzahl unterschiedlichster Arzneistoffe blockiert werden kann, was wiederum schwere Herzrhythmusstörungen auslöst. Wenn neue Wirkstoffe diesen Kanal hemmen, wird deren Weiterentwicklung häufig eingestellt, weswegen der HERG-Kanal auch als "drug killer" bezeichnet wird. Bisher konnten Wissenschafter sechs Aminosäuren in der Kanalpore identifizieren, die wahrscheinlich den Rezeptor für diese unterschiedlichen Arzneistoffe bilden.
Weitere Aminosäure entdeckt
Priyanka Saxena, einer Studentin des Doktoratskollegs "Ionenkanäle und Transporter als molekulare Drug Targets (MolTag)", ist es nun am Department für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Wien gelungen, eine weitere wichtige Aminosäure zu identifizieren: Phenylalanin 557 ist eine neue Bindungsdeterminante, die eine wichtige Rolle bei der Hemmung von HERG-Kanälen durch Arzneistoffe spielt. Theoretisch war das bereits vor einigen Jahren vorausberechnet worden. Jetzt konnte das auch bewiesen werden.
"Da die Interaktion von Arzneistoffkandidaten mit dem HERG-Kanal in industrieller Forschung häufig zunächst in silico, d.h. an Computermodellen des Kanals getestet wird, müssen diese Modelle weltweit durch die von uns vorhergesagte Aminosäure (Phenylalanin 557; Anm.) ergänzt werden. Da es sich um einen sehr wichtigen Teil des Arzneistoffrezeptors handelt, können Aussagen an Computermodellen künftig mit höherer Präzision erfolgen. (APA, 12.4.2016)