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Forschung mit Sprengkraft

Donnerstag, 06.12.2012, uni.on > Universität, Universität, Forschen, uni.on > Top News, Naturwissenschaften

WissenschafterInnen der Uni Graz eröffnen neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Herzmedikamenten

Nitroglycerin, der explosive Bestandteil des Dynamits, ist wohl wie keine andere Substanz der Inbegriff eines Sprengstoffs. Weit weniger bekannt ist seine medizinische Anwendung. Schon im 19. Jahrhundert wurde seine gefäßerweiternde Wirkung entdeckt, wegen der es bis heute bei Herzerkrankungen eingesetzt wird. Seinem exzellenten Wirkprofil steht jedoch ein gravierendes Problem gegenüber. Nitroglycerin verliert seine Wirksamkeit, wenn man es mehr als zwölf bis 24 Stunden verabreicht, ein Phänomen, das als Nitrattoleranz bezeichnet wird. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Aktivitätsverlust des Enzyms Aldeyhd-Dehydrogenase-2 (ALDH2), das für die Wirkung des Nitroglycerins essentiell ist, hauptverantwortlich für das Eintreten der Toleranz ist. Forschern der Karl-Franzens Universität Graz ist es in einem vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) geförderten Projekt nun erstmals gelungen, die dreidimensionale Struktur der ALDH2 im Komplex mit Nitroglycerin sichtbar zu machen.

 

„In Kombination mit massenspektrometrischen Untersuchungen erlaubte die Analyse der Struktur neue Einblicke in den Mechanismus der Umsetzung von Nitroglyzerin durch die ALDH2“, berichten Univ.-Prof. Dr. Karl Gruber vom Institut für Molekulare Biowissenschaften und O.Univ.-Prof. Dr. Bernhard-Michael Mayer vom Institut für Pharmazeutische Wissenschaften. „Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Herzmedikamenten, die die vorteilhaften Eigenschaften des Nitroglycerins vereinen, nicht jedoch unter dem Problem des Wirkungsverlustes leiden“, so die Forscher.

 

Die ALDH2 ist eigentlich für den Abbau von Alkohol zuständig. Etwa 40 Prozent der ostasiatischen Bevölkerung besitzen eine funktionsunfähige Form dieses Enzyms, wodurch sie keinen Alkohol vertragen. Dass die ALDH2 auch mit Nitroglycerin reagiert, sei aus evolutionärer Sicht gesehen ein reiner Zufall, so die Grazer Wissenschafter. Während der Reaktion wird Stickstoffmonoxid gebildet, welches den gefäßerweiternden Effekt vermittelt. Paradoxerweise wird durch diesen Vorgang die ALDH2 selbst inaktiviert, wodurch der positive Effekt auf die Gefäße mit der Zeit ausbleibt.

 

Die Forschungsergebnisse von Karl Gruber, Bernhard-Michael Mayer und ihrem Team stellen einen wichtigen Meilenstein für die weitere Entwicklung von Herzmedikamenten dar und wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „The Journal of Biological Chemistry“ veröffentlicht.

 

Publikation:

Barbara S. Lang, Antonius C. F. Gorren, Bernd Mayer, Karl Gruber et al.

"Vascular bioactivation of nitroglycerin by ALDH2: reaction intermediates revealed by crystallography and mass spectrometry"

http://www.jbc.org/content/287/45/38124

 

>> Meldung auf APA Zukunft Wissen

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