Naturstoffe erstmals strukturell klassifiziert

5. Dezember 2005, 13:42
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Deutsche Forscher haben etwa 200.000 Stoffe analysiert und daraus das Periodensystem SCONP entwickelt

Dortmund - Wissenschaftler des Dortmunder Max-Planck-Instituts für molekulare Physiologie haben erstmals eine strukturelle Klassifizierung von Naturstoffen vorgenommen. Gemeinsam mit dem Pharmakonzern Novartis haben die Forscher etwa 200.000 Naturstoffe analysiert und daraufhin die SCONP - Structural Classification Of Natural Products - entwickelt. Mit Hilfe dieses Periodensystems konnten die Wissenschaftler eine neuartige Strukturklasse von Hemmstoffen entwickeln, berichten sie in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins PNAS.

Startpunkte

Naturstoffe sind seit jeher ein wichtiger Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe. Die Forscher um Herbert Waldmann interessieren sich für biologisch relevante Startpunkte, um arzneistoffähnliche Moleküle aufzuspüren, die krankheitsrelevante Proteine in ihrer Funktion beeinflussen können. Naturstoffe sind aufgrund ihrer biologischen Erprobung als Ausgangspunkt für die Wirkstoffsuche besonders gut geeignet, denn sie werden in einem Organismus zu einem ganz bestimmten biologischen Zweck produziert. So dienen Naturstoffe der chemischen Abwehr oder der Signalübertragung, berichtet die Max-Planck-Gesellschaft.

Die Dortmunder Forscher haben die Gerüststrukturen von den Substanzen untersucht und hierarchisch nach Gerüstgröße und damit ihrer Komplexität in einem Baumdiagramm klassifiziert. "Diese Klassifizierung ist vergleichbar mit jener für Proteine - der so genannte SCOP-Datenbank", erklärt Stefan Wetzel, der am Projekt mitarbeitet, im pressetext-Interview.

Vorgangsweise

"Wir haben strukturbasierte Genealogien der Naturstoffgrundgerüste und haben diese zueinander in Korrelation gebracht." Auf diese Weise wurde jedes Naturstoff-Grundgerüst auf ein Ein-Ringgerüst als Grundeinheit zurückgeführt. Dabei ist eine Art Baum entstanden, in dem die chemischen Grundgerüste nach ihrer strukturellen Verwandtschaft und der Anzahl der Ringe im Gerüst geordnet sind. "Das System ist so angelegt, dass jedes Molekül in dieses Konzept passt", führt der Wissenschaftler aus. Es sei ohne Probleme flexibel und erweiterbar. "In Zukunft soll dieser Strukturbaum auch Online gestellt werden", so Wetztl im pressetext-Gespräch abschließend.

Dass das neu geschaffene Struktursystem auch bestens funktioniert, bewies der Wissenschaftler Marcus Koch. Er konnte eine neue Strukturklasse von Hemmstoffen für die 11b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 (11bHSD1) entwickeln. Eine Hemmung dieses Enzyms gilt als viel versprechender Ansatz für die Behandlung der Fettsucht, des metabolischen Syndroms, der Typ-2-Diabetes sowie der kognitiven Dysfunktion. (pte)

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