Protease-Hemmer stehen im Zentrum eines speziellen Arzneimittel-Forschungsprojekts an der Universität Würzburg. Die Forscher wollen Wirkstoffe entwickeln, die bei entzündlichen Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis oder bei krankhaft erhöhtem Muskelabbau eingesetzt werden können. Zu diesem Zweck beschäftigen sich die Wissenschaftler mit einer bestimmten Klasse eiweißspaltender Enzyme, den so genannten Cystein-Proteasen und den dazu gehörigen Cathepsinen. Sie sind an der Entstehung zahlreicher Krankheiten beteiligt. Unter anderem können sie auch Arthritis und Muskelschwund, Herzinfarkt, Schlaganfall und Osteoporose hervorrufen.
Protease-Hemmer sind meist ähnlich aufgebaut. Sie verfügen über eine reaktive Gruppe, die mit dem aktiven Zentrum der Enzyme reagiert und es dadurch in seiner Funktion blockiert. Der größere Molekülteil der Hemmstoffe ist so zusammengesetzt, dass er sich gut an die Proteasen anlagern kann. Beim Design von Protease-Hemmern werden als Leitstrukturen heute meist Peptide verwendet. Diese kleinen Eiweißmoleküle sind als Arzneistoffe allerdings wenig geeignet, da sie besonders im Magen-Darm-Trakt nicht stabil bleiben.
Die Würzburger Wissenschaftler wollen nun die Stabilität der Hemmstoffe erhöhen, indem sie die Peptide durch peptidähnliche Stoffe ersetzen. So lassen sich möglicherweise auch Hemmstoffe herstellen, die einen neuartigen Wirkmechanismus aufweisen. Um gezielt Hemmstoffe für einzelne Cystein-Proteasen zu entwickeln, versuchen die Forscher, die geringen Unterschiede in der Oberflächenstruktur (so genannte Substratbindungstaschen) der verschiedenen Proteasen auszunutzen.
Die Substanzen, die die Wissenschaftler bei ihren Experimenten entwickeln, können sofort an den isolierten Proteasen getestet werden. Das macht eine sofortige Analyse der Struktur-Wirkungs-Beziehungen möglich. Zudem sind Versuche an Zellkulturen (Tests auf Zellgiftigkeit) und an Tieren geplant. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem Fonds der Chemischen Industrie und dem Bundesforschungsministerium unterstützt.
Arzneistoffe, die eiweißspaltende Enzyme bei ihrer Arbeit behindern, haben sich in der Vergangenheit schon mehrfach bewährt: Vor 20 Jahren stellten sie ein neues Konzept für die Therapie des Bluthochdrucks dar. 1996 brachten sie einen entscheidenden Durchbruch bei der Behandlung von AIDS.
pte
