WSR002 Pflaster, Alkoh-ol und die Protein Data Bank (PDB)

Nach unserer ersten Folge, dem Interview mit Prof. Höltje zur Frage „Was sind Wirkstoffe?“, sitzen wir wieder zusammen in Bernds Wohnzimmer, ganz ohne Interviewgast. Denn uns sind noch ein paar Dinge vom Gespräch mit Herrn Höltje aufgefallen, beziehungsweise hängen geblieben.

Vorher ertappt Bernd André bei einem unbeabsichtigten Werbeblock (er sagt „shameless self-plug“). Am Di 06.11.2018 startet ein anderer Podcast von André, der gleichzeitig auch immer eine live-show ist mit dem Namen „mal ganz grundsätzlich“ oder kurz „mgg“. Mehr dazu gibt es auf der ganz jungfräulichen Homepage mgg.andre-lampe.de.

André haben besonders die Geschichten aus Herrn Höltjes Studienzeit gefallen, und wie er die anderen Forschenden darstellte. Aber auch der Wirkmechanismus von ASS war faszinierend für André. Bisher hatte er noch nicht tiefer darüber nachgedacht, sondern eher eine Art naives Modell von der Wirkungsweise im Kopf gehabt, und war dann überrascht wie sehr er damit auf dem Holzweg gewesen ist.

Für Bernd war vor allem die Geschichte der Wirkstoffforschung interessant, von der Herr Höltje uns erzählt hat, vor allem wie neu die meisten Erkenntnisse sind. Deswegen hat sich Bernd auch mal die Protein Data Bank (PDB) angeschaut, mit der er auch schon zu seiner Studienzeit gearbeitet hat.

• Der Graph, über den wir sprechen, findet ihr hier.
• ein wissenschaftlicher Artikel über die PDB (open access): Helen M. Berman et al., „The Protein Data Bank“, Nucleic Acids Res. (2000)
• Wikipedia-Artikel: Protein Data Bank

In der protein data bank stehen vor allem die Ziele von Wirkstoffen, also Strukturen von Rezeptoren. Sowohl Bernd als auch André sind fasziniert davon, dass diese Forschung erst wirklich in den 1980er und 1990er Jahren angefangen hat, vor allem mit Hilfe der Röntgenstrukturanalyse (Wikipedia-Artikel: Kristallstrukturanalyse).

Zur Arbeit mit Röntgenstrahlung und Strukturanalyse von Molekülen gab es eine Reihe von Nobelpreisen, wir zählen einige auf:

• • Nobelpreis 1901 (Wikipedia-Artikel: Wilhelm Conrad Röntgen)
  • Nobelpreis 1914 (Wikipedia-Artikel: Max von Laue)
  • Nobelpreis 1915 (Wikipedia-Artikel: WiIliam Henry Bragg und William Lawrence Bragg)
  • Nobelpreis 1962 DNA-Struktur (Wikipedia-Artikel: James Watson und Francis Crick)
  • Rosalind Franklin führte die Messung durch, auf denen die Thesen zur Struktur der DNA von Watson & Crick beruhten. Die beiden späteren Nobelpreisträger verwendeten Franklins Daten ohne ihre Genehmigung (Wikipedia-Artikel: Rosalind Franklin).
  • Podcast: Zeitsprung, ZS93: Das Geheimnis des Lebens – Wie es zur Entdeckung der Doppelhelix kam
  • Buch dazu: Wilde Gene, Timo Sieber & Helga Hofmann-Sieber, rowohlt, 2016

Den meisten Menschen fällt als erstes die Struktur der DNA ein, wenn es um irgendetwas geht im Bezug auf Molekülstrukturen. Bernd ist das aufgefallen, und er wundert sich sehr darüber, weil ihm eigentlich bei dem Thema als erstes eine ganz andere Forscherin einfällt, nämlich Dorothy Crowfoot Hodgkin. Sie hat 1944 die molekulare Struktur von Penicillin aufgeklärt und erst 20 Jahre später, 1964, erhielt sie dafür den Nobelpreis für Chemie. Die Veröffentlichung der DNA-Struktur von Watson & Crick war erst 1953, elf Jahre nach der Veröffentlichung der Penicillin-Struktur durch Hodgkin.

Dorothy Crowfoot Hodgkin klärte auch 1969 die dreidimensionale Struktur von Insulin auf, und das ist immer noch 20 Jahre bevor es wirklich los ging mit der Forschung an den Strukturen der Rezeptoren – wir kommen hier wieder zurück zur Protein Data Bank. André erzählt, dass er das Wort „Rezeptor“ eigentlich nie wirklich als Fachwort angesehen hat – aber eigentlich nahm die Forschung an Rezeptoren zu seiner Schulzeit erst wirklich Fahrt auf. Bernd ist es wichtig zu sagen, dass die PDB ein offenes Projekt ist. Also jeder kann in die Daten hinein schauen, man muss dazu nicht Wissenschaftler*in sein oder einen Zugang über eine Uni besitzen. Und das alles seit 1971!

Bernd ordnet nochmal etwas zur PDB ein: Über die letzten Jahre kamen ungefähr 10000 Strukturen in der PDB pro Jahr hinzu, und das obwohl die Anforderungen an die Messungen – um in die PDB rein zu kommen – immer höher werden.

Wir bedanken uns für Feedback – unsere Shownotes der ersten Folge wurden gelobt. Wir möchten nochmal auf die tollen Bilder dort hinweisen, die uns Prof. Höltje zur Verfügung gestellt hat.

Zunächst gehen wir nochmal auf die Acetylsalicylsäure (ASS) genauer ein – damit man sich die Struktur etwas besser vorstellen kann.

Und da wir dann von Wort-Endungen in der Chemie gesprochen haben, zum Beispiel über das -yl in Acetyl, bittet André Bernd ihm die Endung -ol zu erklären. Ohne langes gerede kommen wir so zum Alkohol, oder genauer gesagt zum Ethanol.

Und hier ein guter Wikipedia-Artikel zu den verschiedenen Alkoholen und deren Systematik, von der Bernd gesprochen hat: Alkohole.

Beim Gespräch mit Herrn Höltje sind wir auch auf Möglichkeiten eingegangen Medikamente zu verabreichen. Als Tablette, als Nasenspray und in einigen anderen Formen. André ist aber eingefallen, dass Bernd ihm vor einiger Zeit mal von der Herausforderung der „Wirkstoffpflaster“ erzählt hat. Und dazu dann auch eine kleine Liste an Vokabeln:

• • Was wir so als Pflaster kennen heißt eigentlich Wundschnellverband
  • Pflaster in der Medizin meint oft eher das Heftpflaster
  • Fachsprache für ein Pflaster mit Wirkstoff: Transdermales Therapeutisches System (TTS, Wikipedia-Artikel: Transdermales Pflaster, Artikel in der Deutschen Apotheker Zeitung: TTS-Pflaster: Tipps zur Beratung)

Wir sprechen über die Funktionsweise dieser TTS und über den Effekt, wie der Wirkstoff aufgenommen werden kann: Die Okklusion. Und weil wir auch darüber reden, hier ein Link für den Wirkstoff gegen die „Reisekrankheit“: Scopolamin.

Bernd und André waren auch in Wien beim „Ganzohr2018“, einem Treffen von Wissen(schaft)s Podcaster*innen, und wir erzählen unsere Eindrücke, Erlebnisse und über das, was wir von dort mitgenommen haben. Hier seien auf jeden Fall die Seite wissenschaftspodcasts.de euch ans Herz gelegt. Und weil André es erwähnt: Radio Orange, freies Radio aus Wien.

Zum Abschluss: Wir haben uns vorgenommen, dass wir jeden zweiten Sonntag eine neue Folge Wirkstoffradio veröffentlichen. Nagelt uns nicht darauf fest, sondern gebt uns Feedback dazu. Gerne per Mail unter info@wirkstoffradio.de, in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes oder panoptikum.social.

André Lampe

Bernd Rupp