Wirkstoffdesign (PDF)

Die vorliegende 3. Auflage bringt das Thema Wirkstoffdesign wieder auf den aktuellen Stand der Forschung. Der Leser lernt neue Methoden in der Gentechnologie und die erweiterte Palette strukturbiologischer Verfahren kennen. Gerade in den letzten 10 Jahren wurden durch Einsatz dieser Methoden viele komplexe Zielstrukturen wie die G-Protein gekoppelten Rezeptoren oder Ionenkanäle aufgeklärt. Der Leser erfährt wie diese lange ersehnten Komplexstrukturen mit klassischen Arzneistoffen aussehen und wie die therapeutische Wirkung erzielt wird.

Im Wirkstoffdesign ist die räumliche Struktur der interagierende Moleküle von zentraler Bedeutung. Hier liegt der Schlüssel, warum ein bestimmter Wirkstoff in seiner Gestalt praktisch durch die Geometrie und den Wirkmechanismus des Zielproteins festgelegt wird. Daher wurden die Farbabbildungen in der 3. Auflage neu gestaltet und mit Videos verknüpft, die entweder direkt über QR Codes mit üblichen Handys oder Tablets (siehe Beispiel unten)oder short URLs (https://sn.pub/BYvDuq) mit der Springer More Media App aufgerufen werden können. Die bewegten Moleküldarstellungen geben dem Leser einen leichten Zugang zum räumlichen Verständnis der molekularen Strukturen und Interaktionen.

Dieses Lehrbuch wurde ursprünglich von Hans-Joachim Böhm, Gerhard Klebe und Hugo Kubinyi begründet und richtet sich an Studierende der Pharmazie, Chemie und der Biowissenschaften, aber auch an Quereinsteiger und Medizinische Chemiker in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Pharmazeutischen Industrie. Es wurde mit dem Literaturpreis des Fonds der Chemischen Industrie ausgezeichnet. Konzeptionell hebt es sich sehr stark von klassischen Lehrbüchern der pharmazeutischen Chemie ab und rückt den Weg zum neuen Arzneistoff in den Mittelpunkt. Die Auswahl der Fallbeispiele erfolgte nach didaktischen Gesichtspunkten und versucht einen weiten Überblick über Methoden und Strategien zu geben, ohne den Blick zurück auf die Anfänge dieses Arbeitsgebiet zu vergessen. So spannt sich der Bogen von der Geschichte der Arzneimittelforschung, den Wirkmechanismen der Arzneistoffe und den Methoden zur Leitstruktursuche und -optimierung über Strukturbestimmungsverfahren, Modelling, Moleküldynamik und QSAR-Methoden bis zum struktur- und computergestützten Design.

In der 3. Auflage werden neue Methoden und Konzepte wie die Epigenetik, der PROTAC-Ansatz, die CRISPR-Cas9-Genschere, Strukturvorhersagen aus der Sequenz, der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und neue Screening-Technologien aus der Biophysik erörtert. Erfolge beim Stören bzw. Verstärken von Protein-Protein-Wechselwirkungen als Konzept der Arzneistofftherapie werden vorgestellt und Überlegungen zur Optimierung von Arzneistoffen unter Berücksichtigung ihrer thermodynamischen wie kinetischen Bindungsprofile werden diskutiert.

Videos per App: einfach die SN More Media App kostenfrei herunterladen, einen Link mit dem Play-Button scannen und sofort das video auf Smartphone oder Tablet ausspiele.

Über den Autor:

Gerhard Klebe ist Professor für Pharmazeutische Chemie an der Philipps-Universität Marburg. Seit April 2020 ist er im Ruhestand. Seine Forschungsschwerpunkte sind Struktur-Aktivitätsbeziehungen, 3D-QSAR-Methoden, Konformations- und Pharmakophoranalysen, Dockingmethoden, Datenbankanalysen, Proteinkristallographie, strukturbasiertes Wirkstoffdesign und die biophysikalische Charakterisierung von Protein-Ligand-Wechselwirkungen. Vor seiner Berufung nach Marburg hat er an der Universität Heidelberg gelehrt und war im Hauptlaboratorium der BASF AG in Ludwigshafen im Bereich Wirkstoffdesign und Kristallographie tätig.