23.01.2014 - Angewandte Chemie

Neuer Ansatz für Malaria-Therapie?

Halogenierte, natürliche Alkaloide zeigen herbizide sowie antiplasmodiale Aktivität

Zwei der dringlichsten Herausforderungen sind der Kampf gegen Nahrungsmittelknappheit und Infektionskrankheiten wie Malaria. Leider verlieren sowohl Herbizide zum Pflanzenschutz als auch Antiinfektiva rapide an Wirksamkeit, da die Zielorganismen Resistenzen entwickeln. Um beide Felder zu bearbeiten, testeten Wissenschaftler Leitstrukturen aus der agrochemischen Forschung auch gegen infektiöse Keime. Ein deutsch-schweizerisches Team hat auf diese Weise neue Wirkstoffkandidaten gefunden, die gegen Malaria helfen könnten, wie es in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet.

„Kürzlich wurden die Enzyme des Mevalonat-unabhängigen Terpenbiosynthesewegs als attraktive Zielstrukturen mit neuartigen Wirkmechanismen für die Entwicklung von Herbiziden und Medikamenten gegen Infektionskrankheiten identifiziert“, erläutert François Diederich von der ETH Zürich (Schweiz). „Dieser Biosyntheseweg findet sich in vielen humanpathogenen Organismen und in Pflanzen, kommt jedoch in Säugetieren nicht vor.“ Entsprechend sollte ein Hemmstoff nur auf Pathogene und Pflanzen toxisch wirken, nicht aber auf Menschen. Diederich und seine Kollegen von der ETH, der TU München, der BASF SE, der Universität Hamburg, des Schweizerischen Tropeninstituts STPHI in Basel und der TU Dresden haben jetzt neue Hemmstoffe entdeckt und deren Wirkungsweise charakterisiert.

Mit sogenannten Hochdurchsatz-Screening-Verfahren untersuchten die Forscher der BASF SE um Matthias Witschel ca. 100.000 Verbindungen auf deren hemmende Wirkung gegenüber pflanzlicher IspD, einem Enzym des besagten Mevalonat-unabhängigen Terpenbiosynthesewegs – und landeten mehrere Treffer. Die interessantesten Verbindungen stammen aus der Klasse der Pseudiline, stark halogenhaltiger Alkaloide aus Meeres-Bakterien, und hemmen IspD deutlich, wie die Forscher an der TU München um Michael Groll in NMR-basierten und um Markus Fischer an der Universität Hamburg in photometrischen Tests feststellten. Michael Groll: „Interessanterweise ist das Gerüst der Pseudiline völlig anders als das eines zuvor entdeckten IspD-Inhibitors. Auch der Wirkmechanismus sollte daher ein anderer sein.“

Um diesen Mechanismus zu erforschen, stellte die Doktorandin Andrea Kunfermann aus der Groll-Gruppe Kokristalle aus den Pseudilinen und IspD-Enzymen her und untersuchte sie mit von Röntgenstrahlen kristallographisch. Es zeigte sich, dass die Pseudiline in einer sogenannten allosterischen Tasche des Enzyms binden. Halogenatome der Pseudiline gehen Halogenbrückenbindungen zum Enzym ein, welche zusätzlich zu Metallionenkoordination für die feste Bindung verantwortlich sind. Durch die Besetzung dieser Tasche verändert sich die Form des Enzyms so, dass ein für die Funktion benötigtes Kosubstrat nicht mehr an seine Bindestelle im aktiven Zentrum andocken kann.

„Die Pseudiline zeigten herbizide Aktivität in Pflanzen-Assays und waren aktiv gegen Plasmodium falciparum, den Erreger der Malaria tropica, der zum Überleben auf den Mevalonat-unabhängigen Biosyntheseweg angewiesen ist“, berichtet Diederich. Die Forscher hoffen, hier einen neuen Ausgangspunkt für eine Malaria-Therapie zu finden.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Malaria
  • Infektionskrankheiten
  • ETH Zürich
  • TU München
  • Universität Hamburg
  • TU Dresden
  • Plasmodium falciparum
  • BASF
Mehr über Angewandte Chemie
  • News

    Den Proteinzustand erfühlen

    In gestressten Zellen sammeln sich häufig fehlgefaltete, inaktive Proteine an. Australische Wissenschaftler haben nun eine molekulare Sonde entwickelt, die den Faltungszustand des Proteoms, der Gesamtheit der Proteine einer Zelle, anhand der Polarität erfasst. In ihrer Studie in der Zeitsch ... mehr

    Magnetschwebetrennung in der Drogenfahndung

    Verdächtige Pulver können mit einer Methode namens Magneto-Archimedes Levitation (MagLev) schnell vor Ort analysiert werden, wie eine Studie in der Zeitschrift Angewandte Chemie zeigt. Selbst stark gestreckte Substanzen in Drogengemischen werden identifiziert. Die von einem Wissenschaftler- ... mehr

    Eingewickelte Silber-Häufchen

    Unter Nanoclustern versteht man „Häufchen“ aus einigen wenigen Atomen, die oft interessante optische Eigenschaften zeigen und attraktive Sonden für bildgebende Verfahren werden könnten, etwa in der Biomedizin und Diagnostik. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen Forscher einen Nanocl ... mehr

Mehr über ETH Zürich
  • News

    Veränderungen der Chiralität von Molekülen in Echtzeit beobachten

    Chirale Moleküle – Verbindungen, die als Bild und Spiegelbild vorkommen – spielen eine wichtige Rolle in biologischen Prozessen und in der chemischen Synthese. Chemikern der ETH Zürich ist es nun erstmals gelungen, mit Hilfe von Ultrakurzzeit-​Laserpulsen Änderungen der Chiralität während e ... mehr

    Magnesiumlegierungen beim Korrodieren zusehen

    Erstmals konnten ETH-​Forscher die Korrosion von Magnesiumlegierungen für biomedizinische Anwendungen auf der Nanoskala beobachten. Dies ist ein wichtiger Schritt, um bessere Vorhersagen darüber zu treffen, wie schnell Implantate im Körper abgebaut werden und so massgeschneiderte Implantatw ... mehr

    Mini-Spektrometer: Kleiner als eine Münze

    ETH-Forscher haben ein kompaktes Infrarot-Spektrometer entwickelt, das sich auf einem kleinen Chip unterbringen lässt. Damit ergeben sich interessante Perspektiven – im Weltall und im Alltag. Ein Handy kann heute alle möglichen Aufgaben erledigen: Fotos und Videos aufnehmen, Nachrichten ver ... mehr

Mehr über TU München
  • News

    Genschere gegen unheilbare Muskelkrankheit

    Die Duchenne-Muskeldystrophie ist die häufigste muskuläre Erbkrankheit bei Kindern. Ein Münchner Forscherteam hat eine Gentherapie entwickelt, die an DMD Erkrankten dauerhaft helfen könnte. Beteiligt ist auch LMU-Wissenschaftler Eckhard Wolf. Damit Muskeln sich regenerieren, ist Dystrophin ... mehr

    Durchbruch in der Mikroskopie: Biomolekülen beim Tanzen zusehen

    Die simultane Beobachtung von dynamischen Veränderungen und Wechselwirkungen von Biomolekülen wie Kohlenhydraten und Lipiden in lebenden Zellen ist eine große Herausforderung in der Biomedizin, birgt aber zugleich ein großes, bisher unerreichtes Forschungspotential. Eine neuartige, markerfr ... mehr

    Diagnosekunst für die Haut

    Tätowieren könnte auch diagnostisch interessant werden. Ein Wissenschaftlerteam aus Deutschland hat Tattoos entwickelt, die eigentlich krankheitsanzeigende Sensoren sind. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie erläutern, injizierten sie anstelle von Tattoofarbe eine Lösung aus chemisc ... mehr

Mehr über Uni Hamburg
  • News

    Korkenzieher-Laser sortiert Spiegelmoleküle

    Viele der molekularen Bausteine des Lebens gibt es in zwei spiegelbildlichen Versionen. Obwohl scheinbar identisch, können diese beiden sogenannten Enantiomere ein völlig unterschiedliches chemisches Verhalten aufweisen – eine Tatsache, die große Auswirkungen auf unser tägliches Leben hat. ... mehr

    Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie

    Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD), der Universität Hamburg und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) hat eine neue Methode entwickelt, um Biomoleküle bei der Arbeit zu beobachten. Sie macht es bedeutend einfacher, enzymatische ... mehr

    Mit Gold Krankheiten aufspüren

    Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Florian Grüner vom Fachbereich Physik der Universität Hamburg im Fachmagazin „Scientific Reports“ berichtet, ... mehr

Mehr über TU Dresden
  • News

    Biologen lassen lebende Spermien leuchten

    Biologen der TU Dresden ist es mit einer neuartigen Methode gelungen, den Stoffwechsel von intaktem Gewebe der Taufliege ohne jegliches Färben der Proben im Mikroskop untersuchen zu können. Dazu nutzten sie die Eigenfluoreszenz bestimmter Stoffwechselmoleküle und konnten erstmalig feststell ... mehr

    Schnelle und kostengünstige Low-Tech-Methode für den Nachweis von DNA-Sequenzen

    Das Studentenprojekt DipGene bietet ein Diagnosewerkzeug, mit dem Gentests so einfach werden wie ein pH-Test. Mit ihrer einfachen und preiswerten Low-Tech-Methode für den Nachweis von DNA-Sequenzen gewannen sie eine Goldmedaille. Ein studentisches Team der TU Dresden präsentierte erfolgrei ... mehr

    Spermienqualität anhand ihres Stoffwechsels untersuchen

    Etwa jedes zehnte Paar weltweit ist ungewollt kinderlos. Die Gründe dafür sind mannigfaltig, allerdings meist gut erforscht. Dennoch bleiben ungefähr fünfzehn Prozent der Fälle ungeklärt. Ein Team von Biologen an der TU Dresden hat nun neue Erkenntnisse darüber gewonnen, welche metabolische ... mehr

Mehr über BASF
  • News

    IIVS kooperiert mit BASF und Givaudan zur Validierung eines tierversuchsfreien Tests für behördliche Zulassungen

    Das Institute for In Vitro Sciences (IIVS), das sich auf die Validierung von Alternativmethoden zu Tierversuchen spezialisiert hat, BASF und Givaudan arbeiten zusammen, um eine verbesserte Hautsensibilisierungs-Testmethode zu validieren, die den Anforderungen von Toxikologen und Regulierung ... mehr

    Nano-Membran nach Maß

    Es besteht aus reinem Kohlenstoff und ist ein wahrer Wunderwerkstoff: das Graphen. Es ist nur eine Atomlage dick, härter als Diamant und zugfester als Stahl. Dabei ist es hauchdünn, extrem leicht, sehr flexibel und transparent. Seine extrem hohe Wärme- und Stromleitfähigkeit lässt nicht nur ... mehr

    Übernahmeangebot für Verenium

    BASF hat bekannt gegeben, dass ihre US-amerikanische Tochtergesellschaft BASF Corporation mit dem Biotechnologieunternehmen Verenium Corporation (VRNM) eine Vereinbarung über ein öffentliches Übernahmeangebot für sämtliche ausstehenden Verenium-Aktien zum Preis von 4,00 US$ je Aktie getroff ... mehr

  • Stellenangebote

    Manager Application LKW-Katalysatoren (m/w/d)

    Der Unternehmensbereich Catalysts ist der weltweit führende Anbieter von Umwelt- und Prozesskatalysatoren. Wir entwickeln Technologien zum Schutz der Luft, zur Kraftstoffproduktion und zur effizienten Herstellung von Chemikalien und anderer Produkte inklusive Batteriematerialien. Mit unsere ... mehr