Mit den von Johannes und seinen Mitarbeiter:Innen entwickelten molekularen „Werkzeugen“ sollen biologische Funktionen besser visualisiert werden können. Dabei optimieren sie nicht nur die Struktur der verwendeten Fluoreszenzfarbstoffe, sondern entwickeln auch Sonden wie Peptide, Antikörper und andere Moleküle, die spezifisch an das gewünschte Zielprotein binden können. Diese Sonden werden mit einer Schnittstelle (Linker + TAG) ausgestattet, die es dem Team von Johannes ermöglicht, verschiedene Strukturen an die Sonde anzuknüpfen.
Mittlerweile beschränkt sich Johannes mit seiner Gruppe nicht nur auf Fluoreszenzfarbstoffe, sondern gestaltet diese Strategie als einen vielseitigen Werkzeugkasten. Dieser soll in Zukunft nicht nur diagnostisch eingesetzt werden, sondern mit den entsprechenden molekularen Tools auch therapeutischen Nutzen bieten können.
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.
In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Hormone, ihre strukturellen Eigenschaften und wie sie im Körper gesteuert werden, um spezifische Aufgaben zu erfüllen.
Struktur von Thyroliberin. Das Pyroglutamat in Position eins ist cyan, blau ist das Histidin an Position 2 und das Prolinamid ist rot hinterlegt; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Zu Beginn konzentrieren sich Hans-Dieter und Bernd auf die Liberine und Statine des Hypothalamus und erklären die Funktionen dieser Proteohormone. Zum Abschluss erörtern sie die glandotropen und effektorischen Hormone der Hypophyse sowie einige therapeutisch verwendete Mimetika.
Mit dieser Episode feiert das Wirkstoffradio sein fünfjähriges Bestehen, da die Nullnummer WSR000 im September 2018 veröffentlicht wurde. Kurz darauf hatte Hans-Dieter Höltje seinen ersten Auftritt in diesem Podcast mit der ersten regulären Episode, WSR001: „Was sind Wirkstoffe?“.
Hans-Dieter und Bernd ermutigen Hörerinnen und Hörer dazu, sich mit Fragen oder Themenvorschlägen aktiv am Podcast zu beteiligen. Auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind eingeladen, ihr Forschungsgebiet im Rahmen des Wirkstoffradios vorzustellen, sofern es zum thematischen Schwerpunkt passt.
In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Tranquilizer und Schlafmittel. Neben den derzeit wichtigsten Wirkstoffklassen wie Benzodiazepine oder Nonbenzodiazepine werden auch neuere Entwicklungen wie Orexin-Rezeptor-Antagonisten angesprochen.
Struktur von Melatonin; der blaue Kreis markiert die Metoxygruppe des Methylethers, der rote Kreis markiert das Acetamid des acetylierten Stickstoffs; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Wie immer besprechen Hans-Dieter und Bernd die chemischen Eigenheiten der jeweiligen Wirkstoffklassen und wie diese sich auf die Pharmakologie der Wirkstoffe auswirken.
Auch das körpereigene Melatonin wird als Wirkstoff eingesetzt. Hans-Dieter beschreibt, wie im Körper aus Serotonin Melatonin erzeugt wird und wie in der Wirkstoffentwicklung das Melatonin künstlich verändert wurde, um es als Schlafmittel einsetzen zu können. Neben den altbekannten Wirkstoffklassen gehen Hans-Dieter und Bernd auch auf neue Entwicklungen wie Orexin-Rezeptor-Antagonisten ein. Für einige Wirkstoffe dieser Gruppe wurden 2022 Zulassungen in Europa beantragt und erste Vertreter haben die Zulassung mittlerweile erhalten.
Abschließend spricht Bernd noch eine Hörer:Innen Frage zur Episode mit Carsten Watzl an.
