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WSR080 Der AMPA-Rezeptor - Interview mit Prof. Dr. Andrew Plested

In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Prof. Dr. Andrew Plested von der Humboldt-Universität zu Berlin. Andrew leitet dort die Gruppe Zelluläre Biophysik.

Zuerst diskutieren Andrew und Bernd allgemein die Architektur von Ionenkanälen und deren Rolle bei der Signalweiterleitung im Körper. Besonders betonen sie, dass Signale nicht nur weitergeleitet, sondern auch summiert oder integriert werden können, was erst durch das Öffnen und Schließen der Ionenkanäle möglich wird. Diese Mechanismen sind beispielsweise entscheidend dafür, dass wir Fähigkeiten wie das Fangen eines Balls erlernen können. Andrew erklärt im Gespräch, wie diese Prozesse auf molekularer Ebene ablaufen und wie molekulare Veränderungen mit elektrischen Signalen zusammenhängen. Dadurch lässt sich auch das Phänomen des sogenannten „Muscle Memory“ verstehen.

In seiner Forschung konzentriert sich Andrew besonders auf den AMPA-Rezeptor. Er untersucht nicht nur, wie Glutamat an diesen Rezeptor bindet, sondern auch, wie sich das Membranpotential bei der Bindung des Liganden verändert. Mit seinem Team geht er so weit, einzelne Kanäle zu vermessen, um die Erregbarkeit der verschiedenen Rezeptortypen präzise zu charakterisieren.

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Bernd Rupp

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Mitglied der Gruppe Structural Chemistry and Computational Biophysics Icon

Prof. Dr. Andrew Plested

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WSR079 Die Neurobiologie der Emotion und Kognition - Interview mit Dr. Sanja Bauer Mikulovic

In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Frau Dr. Sanja Bauer Mikulovic vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) sie leitet dort die Forschungsgruppe Kognition & Emotion.

Nach einer kurzen Einführung in die Neurobiologie erläutert Sanja, was im Gehirn passiert, wenn man sich orientiert, und wie sich verschiedene Emotionen im Gehirn manifestieren.

Dafür beschreibt Sanja den Aufbau mehrerer Tierversuche, in denen helfendes Verhalten bei Mäusen beobachtet wird, um Mechanismen von Freude und Angst in verschiedenen Regionen des Gehirns zu untersuchen und die Ausschüttung unterschiedlicher Neurotransmitter zu analysieren. Dabei zeigt Sanja, dass nicht nur die direkt am Experiment beteiligten Tiere emotional reagieren, sondern auch unbeteiligte Tiere.

Sanja erklärt, welche Erkenntnisse aus den Tierversuchen auf das Verhalten von Menschen übertragen werden können. Themen, wie die Reaktion auf ein Placebo und der Umgang mit fremden Artgenossen werden dabei ebenfalls besprochen.

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Bernd Rupp

Dr. Sanja Bauer Mikulovic

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WSR078 Phosphoinositide bei Stoffwechselkrankheiten PIPMet - Interview mit Prof. Dr. Volker Haucke

In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Prof. Dr. Volker Haucke, einem der Direktoren des Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie im Forschungsverbund Berlin e.V. (FMP) und Leiter der Abteilung Molekulare Pharmakologie und Zellbiologie.

Portrait Volker Haucke — Volker Haucke; Quelle Wirkstoffradio

Nachdem Volker in der Episode WSR052 schon einmal von Bernd über Membranen und Membrandynamik befragt wurde, widmen sie sich in dieser Episode den Phosphoinositiden.
Phosphoinositide (PIPs) sind Phospholipide, die in Membranen vorkommen und dort für die Steuerung verschiedener Prozesse verantwortlich sind. Das genaue Aufgabenspektrum und der Ablauf dieser Mechanismen sind allerdings bislang nur sehr rudimentär verstanden.
Um besser zu verstehen, wie PIPs in verschiedene Stoffwechselprozesse eingreifen und wie diese zusammenhängen, haben Wissenschaftler:Innen
des FMP, des DIfE und des ISAS einen Antrag bei der Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen des Programms „Leibniz Kooperative Exzellenz“ gestellt. Bei der Beschreibung des Antrags, geht Volker nicht nur auf die wissenschaftlichen Vorarbeiten und die anstehenden Arbeiten ein, sondern beschreibt auch, welche Ziele diese Arbeiten verfolgen und welche Auswirkungen sie auf Therapien in der Zukunft haben könnten.

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Bernd Rupp

Prof. Dr. Volker Haucke

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WSR077 Prostanoide, Leukotriene und Kinine

In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Prostanoide und Leukotriene, die von Fettsäuren abgeleitet werden, sowie über die peptidischen Kinine.

Obwohl es nicht viele Wirkstoffe gibt, die diese Substanzgruppen direkt ansprechen, ist es dennoch wichtig, sie zu kennen, da viele Körperfunktionen durch diese Mediatoren gesteuert werden. Besonders relevant sind hierbei einige pathophysiologische Effekte, die im Verlauf verschiedener Krankheiten auftreten können.

Struktur von Montelukast überlager von der Struktur des Leukotrein E4 (rot). — Struktur von Montelukast überlagert von der Struktur des Leukotrien E4 (rot); Quelle Hans-Dieter Höltje.

Sowohl Prostanoide als auch Leukotriene werden im Körper aus Arachidonsäure gebildet. Daher sprechen Hans-Dieter und Bernd zunächst über die Herkunft und die Biosynthese der Arachidonsäure, bevor sie detailliert die Bildung der Eicosanoide erklären. Dabei legen sie besonderen Wert auf die Unterschiede in der räumlichen Struktur der verschiedenen Eicosanoide, die zwar oft unscheinbar wirken, aber erhebliche Auswirkungen auf deren Erkennung durch Rezeptoren haben.

Am Ende der Episode werden die Kinine besprochen, die im Gegensatz zu den Eicosanoiden Peptide sind. Neben der Sequenz und den daraus resultierenden chemischen Eigenschaften dieser Peptide wird gezeigt, wie wichtig das Wissen über diese Mechanismen ist, da sich dadurch auch wichtige Nebenwirkungen erklären lassen. Beispielsweise verlangsamen ACE-Hemmer den Abbau von Bradykinin und können dadurch zu trockenem Husten führen, was häufig eine Änderung der Therapie erforderlich macht.

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Bernd Rupp

Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje

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WSR076 H1, H2 Antihistaminika und Protonenpumpenhemmer

In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Histamin als Gewebshormon, H1- und H2-Antihistaminika sowie Protonenpumpenhemmer (PPIs).

Struktur von Levo-Cetirizin. — Struktur von Levo-Cetirizin, aktive Form von Hydroxyzin, der zur Carboxylgruppe oxidierte Kohlenstoff wurde blau markiert; Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Antihistaminika, die zur Behandlung von Allergien eingesetzt werden, blockieren den Histamin-H1-Rezeptor. Hans-Dieter stellt neben den Antihistaminika der ersten Generation, die heute hauptsächlich als leichte Schlafmittel verwendet werden, auch Substanzen der zweiten Generation vor. Diese haben keine sedative Wirkung mehr und sind daher die bevorzugte Wahl für akute allergische Beschwerden.

Danach besprechen Hans-Dieter und Bernd einige H2-Antihistaminika, die als erste Substanzklasse eine effektive Therapie gegen Magengeschwüre darstellten.
Abschließend erläutert Hans-Dieter die Strukturen und den Mechanismus von Protonenpumpenhemmern. Obwohl diese Substanzklasse nicht direkt mit den H2-Antihistaminika zusammenhängt, haben sie aufgrund ihres besseren Nebenwirkungsprofils diese praktisch vom Markt verdrängt.

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Bernd Rupp

Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje

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