Neue Enzyme entwickelt

Medikamente umweltfreundlicher herstellen

Biochemiker der Universität Greifswald haben in Zusammenarbeit mit dem Pharmaunternehmen F. Hoffmann-La Roche Enzyme entwickelt, die für die umweltfreundliche Herstellung von Wirkstoffen von zentraler Bedeutung sind.

Hochselektive Bindung des Substrates im aktiven Zentrum des optimierten Biokatalysators (Grafik: Prof. Uwe Bornscheuer).

Den beteiligten Wissenschaftlern gelang es erstmalig, gezielt hochselektive Biokatalysatoren (Transaminasen) zu kreieren, die sich für die Synthese wichtiger Zwischenstufen von Medikamenten eignen. „Man muss sich das so vorstellen, dass es spiegelbildliche Moleküle gibt, die sich wie eine linke und rechte Hand unterscheiden. Setzt man beide Formen als Gemisch ein, kann es zu schweren Nebenwirkungen kommen, so Prof. Uwe Bornscheuer vom Institut für Biochemie der Universität Greifswald. Um genau das richtige Molekül herzustellen, können Enzyme als Biokatalysatoren genutzt werden, wenn diese die gewünschte Selektivität haben. Die Suche nach einem geeigneten Enzym ist allerdings oft sehr schwierig und aufwändig.

Das Team von Prof. Bornscheuer fand nun in enger Zusammenarbeit mit Chemikern der F. Hoffmann-La Roche Ltd. (Basel, Schweiz) den entscheidenden Ansatz, um die gewünschten hochselektiven Enzyme zu generieren. „Durch geschickte Variation des Bauplans der Enzyme, basierend auf Computeranalysen und einer Vielzahl von Experimenten, gelang es uns, die gewünschten Biokatalysatoren zu entwickeln, die nun für eine ganze Reihe von Vorstufen für wichtige Pharmazeutika genutzt werden können“, erläutert Prof. Uwe Bornscheuer.

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Dr. Ioannis Pavlidis, der an diesem Forschungserfolg federführend beteiligt war und mittlerweile eine Nachwuchsgruppe an der Universität Kassel leitet, ergänzt hierzu: „Durch die Entdeckung eines bestimmten Motivs in den Enzymsequenzen gelang es uns zudem, in Datenbanken weitere hochinteressante Biokatalysatoren aufzuspüren, die es nun erlauben, eine breite Palette an Verbindungen hochselektiv herzustellen.“

Dieses außergewöhnliche Forschungsergebnis wurde durch die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der Universität und des forschenden Industriepartners erreicht und kann nun zur umweltfreundlichen und effizienten Herstellung neuer Wirkstoffe genutzt werden. Dieser Forschungserfolg wird in der Zeitschrift Nature Chemistry veröffentlicht (DOI: 10.1038/NCHEM.2578).

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