Fachbeitrag - 30.01.2019

candidum – Computerunterstütztes Enzym-Design

Seit über hundert Jahren nutzt die Industrie Enzyme. Musste sie sich anfangs noch mit natürlichen Enzymen begnügen, gelingt es heute immer besser, maßgeschneiderte Biokatalysatoren mit gewünschten Eigenschaften zu entwerfen. Das Stuttgarter Start-up candidum GmbH verspricht, schneller als bisher zum Ziel zu gelangen – vor allem dank beschleunigtem virtuellem Screening.

Die industrielle Biokatalyse mit Enzymen gilt als „Gamechanger“ bei der Entwicklung einer nachhaltigen chemischen Industrie. Mithilfe von Enzymen kann eine Bandbreite an komplexen Molekülen wie pharmazeutische Wirkstoffe unter umweltfreundlichen Bedingungen synthetisiert werden. Forschende des KITs haben eine neue Klasse von Materialien entwickelt, indem sie Enzyme als Schäume hergestellt haben, die eine enorme Haltbarkeit und Aktivität besitzen.

Konstanzer Forschende identifizieren ein Enzym, das bei der Wanderung von Zellen in unserem Körper eine Rolle spielt – nicht nur bei natürlichen Vorgängen der Gewebebildung, sondern auch bei der Metastasierung von Tumoren. Das macht das Enzym zu einer interessanten Komponente für mögliche künftige Therapieansätze.

Tübinger Forschende entdecken grundlegenden Mechanismus der Krankheitsentstehung – eine Rotweinsubstanz reguliert ein wichtiges Enzym und könnte Ansatz für künftige ALS-Therapie sein.

Eine Tübinger Studie gibt Anlass zur Hoffnung, dass es in Zukunft eine neue Therapieoption zur Behandlung von Darmkrebs geben könnte. In verschiedenen Tumormodellen konnten die Forschenden zeigen, dass die neuentwickelte Wirkstoffgruppe „ULTR-p38i“ die Funktion des Enzyms „p38alpha Kinase“ dauerhaft hemmt. Dieses Enzym spielt eine Rolle beim Wachstum von Tumorzellen und konnte durch die neuen Wirkstoffkandidaten lang anhaltend unterdrückt werden.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung Konstanzer BiologInnen hat einen molekularen Mechanismus entschlüsselt, der die Aktivität sogenannter N-Myristoyltransferasen reguliert. Diese Enzyme spielen in biologischen Signalwegen eine Rolle, deren Fehlregulation zur Entstehung schwerer Krankheiten führen kann.

Forschende der Universität Stuttgart untersuchen, wie Mutationen in DNA-Methyltransferasen das Wachstum von Tumoren anregen. Bis zu 25 Prozent von Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) weisen Mutationen in einem Enzym auf, das an der Regulation der DNA-Methylierung beteiligt ist. Forschende um Prof. Albert Jeltsch von der Universität Stuttgart versuchen nun, die biologischen Auswirkungen dieser Mutationen zu verstehen.

Forschungsgruppe unter Federführung des Universitätsklinikums Heidelberg identifizierte Enzym, das Motorproteine von Herzmuskelzellen modifiziert und so deren Funktion beeinflusst. Ergebnisse in Nature Communications veröffentlicht.

Einem Tübinger Forschungsteam des Instituts für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik ist es gelungen, die Bedeutung spezieller Zuckersignale im Körper zu entschlüsseln. Mithilfe der Studienergebnisse können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun neue Ansätze zur Therapie bei Hirnerkrankungen erforschen. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift PNAS publiziert.

Die Produktion von Feinchemikalien ist in der Regel komplex und aufwendig. Ein Team von Fraunhofer-Forschenden hat ein Verfahren nach dem Vorbild einer Kaskade entwickelt, bei dem mehrere aufeinanderfolgende Synthesestufen ohne Unterbrechung durchlaufen. Damit wird die Herstellung der Medikamente effizienter und energiesparender. So unterstützt die modular aufgebaute Technologie-Plattform die Produktion von Arzneimitteln am Standort Deutschland.

Die Arbeitsgruppe um Dr. Philipp Rathert am Institut für Biochemie und Technische Biochemie erforscht die Regulation epigenetischer Netzwerke bestimmter Krebserkrankungen und Möglichkeiten zu deren Therapie. Ihre neuen Erkenntnisse hat die Arbeitsgruppe im April veröffentlicht.

NMI-Projekt WOUNDSENS - 23.10.2024

Wundmonitoring mithilfe sensorischer Nanofasern

Um den Zustand chronischer Wunden kontrollieren zu können, muss der Verband regelmäßig und in kurzen Abständen gewechselt werden. Im Projekt WOUNDSENS wollen Forschende des NMI in Reutlingen mittels Elektrospinnens neuartige Wundauflagen aus biosensorischen Fasern anfertigen, die Informationen über den Zustand der Wunde nach außen senden und so helfen, Entzündungen besser zu erkennen. Dadurch werden die belastenden Verbandswechsel seltener nötig.

Proteinphosphatasen sind die Gegenspieler der Proteinkinasen, zusammen steuern diese beiden Enzymgruppen praktisch jeden Aspekt des Zellverhaltens. Daher ist die Möglichkeit, in die Aktivität spezifischer Kinasen oder Phosphatasen einzugreifen, die Grundlage für eine wachsende Zahl medizinischer Behandlungen, von der Unterdrückung von Entzündungen bei Organtransplantationen bis hin zur Therapie von Leukämie.

Wie werden Proteine in unseren Zellen noch während ihrer Herstellung modifiziert? Ein internationales Team aus Forschenden der Universität Konstanz, des Caltech und der ETH Zürich entschlüsselte den molekularen Mechanismus dieses Vorgangs, der für unser Leben und unsere Gesundheit essenziell ist.

Wirksame Medikamente gegen virale Erkrankungen wie COVID-19 werden jetzt und zukünftig dringend benötigt. Dies umso mehr, als das Aufkommen von Virusmutanten und neu auftretenden Viren die Impfstoffe an ihre Grenzen bringen könnte. Der DZIF-Wissenschaftler Andreas Dräger arbeitet an der Universität Tübingen an einem computerbasierten Verfahren, das die zeitaufwändige Identifizierung und Entwicklung antiviraler Wirkstoffe beschleunigen kann.

In unseren Knochen sind spezialisierte Zellen, die Osteoblasten, für den Aufbau der Knochensubstanz zuständig. Ein Forscherteam unter der Federführung von Wissenschaftlerinnen vom DKFZ-Hector-Krebsinstitut an der Universitätsmedizin Mannheim* und dem Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf identifizierte nun ein Enzym, das die Aktivität der Osteoblasten steuert.

Forschende am Uniklinikum Heidelberg haben einen bislang unbekannten Mechanismus entschlüsselt, mit dem HIV-1 seine Integrationsorte im menschlichen Erbgut gezielt auswählt. Ein Forschungsteam konnte nachweisen, dass RNA:DNA-Hybride als Wegweiser für das Virus dienen. Diese Erkenntnisse legen eine Schwachstelle im Lebenszyklus von HIV offen, und liefern neue therapeutische Ansatzpunkte, um HIV-Reservoire im Körper gezielt zu kontrollieren.

Mehr als 65.000 Männer erkranken in Deutschland jährlich an Prostatakrebs. 12.000 Männer entwickeln eine behandlungsresistente Form, die letztlich tödlich endet. Ein Team von Forscher*innen der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg hat nun einen Wirkstoff entwickelt, der künftig eine neue Therapieoption darstellen könnte.

Christiane Opitz, Wissenschaftlerin am Deutschen Krebsforschungszentrum, wird mit dem diesjährigen Ita Askonas-Preis der European Federation of Immunological Societies ausgezeichnet. Opitz hat herausgefunden, wie Tumorzellen bestimmte Stoffwechselprodukte nutzen, um sich vor der körpereigenen Krebsabwehr zu schützen. Ihre Forschungsergebnisse können wichtige Hinweise für die Entwicklung neuer Therapiekonzepte liefern.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler identifizieren Ursache für medikamentenresistente und -tolerante Tumorzellen bei Bauchspeicheldrüsenkrebs. Bestimmung hilft medikamentöse Therapie zu verbessern. Ergebnisse im Fachmagazin Nature Cancer veröffentlicht.

Eine Studie der Ulmer Universitätsmedizin hat aufgedeckt, über welche molekularen Mechanismen psychische Traumen und andere massive Stresserfahrungen die Heilung von Knochenbrüchen verzögern. Das Forschungsteam konnte nachweisen, dass bestimmte Immunzellen unter Stress ein Enzym produzieren, das die Ausschüttung von Stresshormonen befördert. Diese Stresshormone wirken lokal am Knochen und hemmen dort die Umwandlung von Knorpel- in Knochenzellen.

Welche Rolle spielen Omega-6-Fettsäuren bei Herz-Kreislauferkrankungen und beim Diabetes? Mannheimer Wissenschaftler haben zusammen mit Forschenden aus Heidelberg, Frankfurt und Hangzhou in China den Abbau von Omega-6-Fettsäuren untersucht und dabei neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie deren Oxidationsprodukte den Stoffwechsel beeinflussen.

Freiburger Mediziner*innen zeigen erstmals, dass Immunzellen im Gehirn an der Entsorgung von Stoffwechselprodukten beteiligt sind. Das bringt Aussicht auf Therapieoptionen für schwere Hirnerkrankungen bei Kindern.

Im menschlichen Körper verarbeiten Stammzellen genetische Informationen äußerst verlässlich und sehr schnell. Dazu greifen sie auf bestimmte Abschnitte der DNA im Zellkern zu. Wie das DNA-basierte Informationssystem funktioniert, haben Forschende des KIT untersucht. Ihre Ergebnisse zeigen, dass dieser Vorgang mit Prozessen in modernen Computern vergleichbar ist und somit als Vorbild für neue Arten von DNA-basierten Computerchips dienen könnte.

Die mit der Genschere CRISPR assoziierte Nuklease Cas13b – ein Enzym, dass Nukleinsäuren abbaut – hat das Potenzial, künftig bei Erbkrankheiten eingesetzt zu werden, um unerwünschte Gene auszuschalten. Im Kampf gegen Infektionen wird diese Nuklease zudem als antivirales Mittel erforscht, da Cas13b gezielt in das Erbgut von Viren eingreifen und diese unschädlich machen kann.