In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Vitamine.
Nach einer kurzen Einführung zu den besonderen Aufgaben der Vitamine und ihrer Einteilung in wasser- bzw. fettlösliche Vitamine konzentrieren sie sich in dieser Episode auf den Vitamin-B-Komplex, insbesondere auf die Vitamine B₁ und B₂.
Umlagerung des TPP zum Carbanion. Es wird ein Proton vom Pyrimidinring auf das Glutamat-59 (Glu59) der Pyruvatdehydrogenase übertragen. Dadurch wird das mesomere System im Pyrimidinring umgelagert (rote Pfeile). Übertragung eines Protons vom Thiazolring auf den Pyrimidinring (grüner Pfeil). Auf diese Weise entsteht das Carbanion am Thiazolkohlenstoff, während das Pyrimidinsystem von der chinoiden Imin-Form wieder in die aromatische Form übergeht. Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Zunächst besprechen sie Vitamin B₁, auch bekannt als Thiamin. Dabei erklärt Hans-Dieter Höltje ausführlich den Pyruvatdehydrogenase-Komplex und beschreibt detailliert die drei Schritte dieses Enzyms sowie die Rolle des Thiamins im aktiven Zentrum. Er zeigt, wie der aus Pyruvat entstehende Hydroxyethylrest zunächst in einen Acetylrest umgewandelt wird, der anschließend auf eine Liponsäure und schließlich auf Coenzym A übertragen wird.
Im zweiten Teil sprechen Hans-Dieter und Bernd über Vitamin B₂, also Riboflavin, und seine Funktion im Körper als Bestandteil von FAD bzw. FADH₂. Dabei erläutern sie, wie sich das mesomere System in einem Teil des Moleküls während der Reduktionsreaktion verändert.
In dieser Episode führen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp in die Wirkstoffklasse der ATP-Citrat-Lyase-Inhibitoren ein, die zur Behandlung von Hypercholesterinämie und zur Senkung erhöhter Blutfettwerte eingesetzt wird.
Struktur von Bempedoinsäure; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Zuvor stellt Hans-Dieter den Zusammenhang zwischen PPARalpha und PPARgamma her und erklärt, warum PPARα als Zielstruktur für Lipidsenker von Interesse ist, während Glitazone über PPARγ zur Senkung des Blutzuckerspiegels eingesetzt werden.
Anschließend erläutert Hans-Dieter die chemische Struktur der Bempedoinsäure sowie deren Aktivierung zu Bempedoinsäure-CoA, das die ATP-Citrat-Lyase hemmt. Dadurch wird die Synthese von Cholesterin und Fettsäuren in der Leber blockiert.
Zum Abschluss erklärt Bernd, was Allylalkohol mit Knoblauch zu tun hat und stellt Allylmethylsulfid vor, eine Substanz, die mitverantwortlich für den typischen Atemgeruch nach dem Verzehr von Knoblauch ist.
In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Wirkstoffe zur Senkung des Cholesterinspiegels und der Triglyceridkonzentration im Blut.
Zu Beginn erläutern sie die verschiedenen Transportformen von Lipiden im Blut sowie die Biosynthese von Cholesterin in Zellen, insbesondere in der Leber. Dabei gehen sie auf zentrale Zwischenprodukte und deren strukturelle Besonderheiten ein, um daraus die Angriffspunkte der wichtigsten Wirkstoffgruppen zur Lipidsenkung herzuleiten.
Vergleich der räumlichen Strukturen der aktiven Form von Lovastatin (grün) und HMG-CoA (grau). Sauerstoffatome sind rot, Stickstoffatome blau, Phosphoratome orange und explizit dargestellte Wasserstoffatome cyanfarben hervorgehoben. Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Im Fokus stehen insbesondere die Statine und Fibrate. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp beleuchten ihre historische Entwicklung und chemischen Strukturen. Anhand eines detaillierten Strukturvergleichs von Lovastatin und HMG-CoA zeigt Hans-Dieter, welche Molekülteile für die selektive Bindung an die HMG-CoA-Reduktase entscheidend sind und wie strukturelle Variationen die Bindungsaffinität beeinflussen können.
Zum Abschluss kündigt Bernd das Live-Podcasting-Event zur Langen Nacht der Wissenschaften 2025 in Berlin an. Dort werden sie gemeinsam mit Sigrid Milles und Ralf Schülein spannende wissenschaftliche Themen besprechen – etwa intrinsisch unstrukturierte Proteine und aktuelle Ansätze in der Therapie von Depressionen. Wir freuen uns auf euren Besuch!
Bernd hatte Dr. Freier auf den Wirkstofftagen 2018 bei einem Vortrag gesehen. Die Wirkstofftage sind ein jährliches Treffen des Leibniz-Forschungsverbundes „Wirkstoffe und Biotechnologie“, der diesen Podcast auch unterstützt. Bei den kommenden Wirkstofftagen 2019 werden Bernd und André dabei sein, wie schon in Folge WSR008 Die Statistik der HIV-Selbsttests und Wirkstoff Screening angekündigt. Jedenfalls war Bernd vom Vortrag von Dr. Freier begeistert und musste auch gleich an André denken, weil es auch um Mikroskopie ging.
