ORGANISCHE SYNTHESE in Chemie

SelectLab Chemicals ist ein dynamisches, innovatives Unternehmen mit Schwerpunkt in der Herstellung von Fluorverbindungen und Phosphorverbindungen verschiedener Klassen. Unser Leistungsspektrum umfasst außer unserem ständig wachsenden Produktportfolio vorwiegend F&E - Dienstleistungen und Auftragssynthesen im Bereich der organischen und anorganischen Fluor- und Phosphorchemie. Region: http:// www.selectlab.de Ort: Bönen Straße: Siemensstraße 42 Tel.: 02383919350 Fax: 02383919354 E-Mail: info@selectlab.de

In der Arbeitgruppe von Prof. Dr. Chris Meier aus dem Department Chemie der Universität Hamburg wurde eine neue Methode zur Herstellung einer speziellen Gruppe von Naturstoffen entwickelt, den Nucleosiddiphosphatzuckern. Die neuen Arbeiten zur Herstellung dieser Zuckerverbindung werden heute im weltweit renommierten wissenschaftlichen Journal "Angewandte Chemie" veröffentlicht. Die Nucleosiddiphosphatzucker haben, genau wie Eiweiße oder DNA, für lebende Organismen eine essentielle Funktion. Diese Zuckerverbindungen werden ständig neu gebildet, sie sind an vielen lebenswichtigen Prozessen beteiligt und werden in neue Stoffe eingebaut. Die Beschaffenheit der Zucker entscheidet dabei über den weiteren Stoffwechsel mit. Sie sind mit verantwortlich für die Zellkommunikation im Körper. Mit dem neuen Verfahren lassen sich neben naturidentischen Zuckerverbindungen auch sogenannte Analoga herstellen. Dies sind strukturelle Varianten des Naturstoffes, die aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften dazu eingesetzt werden können, Stoffwechselprozesse im Körper zu stoppen oder zu fördern. Durch ihre veränderte Beschaffenheit übermitteln sie beim Stoffwechsel andere Informationen, die z. B. zu verringertem Zellwachstum führen könnten. Damit ist die neue Methode zur Herstellung von Zuckerverbindungen auch ein wesentlicher Schritt zur Entwicklung neuer Medikamente, die für die antivirale Chemotherapie, die Krebstherapie oder Stoffwechselerkrankungen genutzt werden können. Dazu Prof. Dr. Chris Meier: "Ziel unserer Forschung ist es, Wirkstoffe entwickeln zu können, die gegen möglichst viele Erkrankungen einsetzbar sind. Je breiter der Wirkstoff wirken kann, desto besser." Das Verfahren baut auf das sogenannte cycloSal-Konzept auf, dass von Prof. Meier im Jahr 1996 entwickelt wurde. Mit diesem Konzept können Analoga von DNA-Bestandteile in Zellen geschleust werden und so die Vermehrung des HIV-Virus bei Erkrankten hemmen. Das cycloSal-Konzept wirkt vergleichbar mit einem chemischen trojanischen Pferd und ist sehr erfolgreich. Die Arbeiten wurden 2007 mit dem William-Prusoff-Award der International Society for Antiviral Research ausgezeichnet. Die nun entwickelte Synthesemethode nutzt das cycloSal-Konzept aus, um Nucleosiddiphosphatzucker aufzubauen. Zur Zeit untersucht die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Meier, ob das hier verwendete Prinzip auch zur Erzeugung anderer Stoffverbindungen eingesetzt werden kann. Erste Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Für Rückfragen: Prof. Dr. Chris Meier Universität Hamburg Institut für Organische Chemie Tel.: (040) 428384324 E-Mail: meier@chemie.uni-hamburg.de Link zur Pressemitteilung: http://www.pressrelations.de/new/standard/dereferrer.cfm?r=312485

Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz und die Dalian University of Technology haben ein gemeinsames Forschungslabor in der nordostchinesischen Stadt Dalian (Liaoning Provinz) eröffnet. Das Chemical Micro Process Technology - Research and Development Center (CMPT - R&D Center) wird sich der Erforschung und Entwicklung nachhaltiger chemischer Prozesse wid-men. Dabei kommt insbesondere die chemische Mikroverfahrenstechnik zum Ein-satz. Das CMPT - R&D Center wurde am 28. September 2007 mit einem Festakt of-fiziell eröffnet. Es ist auf dem Campus der Technischen Universität in Dalian ange-siedelt. Die Provinz Liaoning ist einer der bedeutendsten Industrieregionen Chinas, die gleichermaßen über hervorragende Forschungseinrichtungen, Institute und Universitäten verfügt. "Während die natürlichen Ressourcen weltweit zurückgehen, steigt der Verbrauch von Rohstoffen und Energie - unter anderem eine Ursache der globalen Erwärmung unseres Planeten. Deshalb müssen wir in der CHEMIE dringend nachhaltige Verfahren weiterentwickeln und anwenden", teilte Univ.-Prof. Dr. Holger Löwe vom Institut für Organische CHEMIE der Johannes Gutenberg-Universität mit. Gerade in einer aufstrebenden Industrienation wie China sei der Schutz der Umwelt ein allgegenwärtiges Thema. "Besonderer Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt ist deshalb die Entwicklung von umweltfreundlichen und energiesparenden Prozessen." Die Kooperationspartner wollen zu diesem Zweck gemeinsame Projekte anstoßen, Forschungsergebnisse austauschen und Erfolg versprechende Entwicklungen zur industriellen Anwendung bringen. Mit im Boot ist das mittelständige Unternehmen MicroChem Co. Ltd., ein Spin-off der Firma Leader Gas Co. Ltd, die sich durch die Entwicklung der Sauerstoffversorgung für Eisenbahnen in großen Höhen einen Namen gemacht hat. Grundsätzliches Ziel des gemeinsamen Vorhabens ist es, zwi-schen Deutschland und China eine langfristige bilaterale Forschungskooperation aufzubauen und Studenten und Wissenschaftlern Aufenthalte an der jeweiligen Partneruniversität zu ermöglichen. In einer ersten Projektstudie wurde bereits damit begonnen, eine effiziente Synthese von ionischen Flüssigkeiten zu etablieren. Ionische Flüssigkeiten könnten in vielen Fällen die bisher verwendeten flüchtigen und toxischen Lösemittel ersetzen und damit einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz erbringen. "Das neue Forschungszentrum ist weltweit offen für weitere Partner, die sich an der Entwicklung und Einführung nachhaltiger, moderner chemischer Prozesse, Einrichtungen und Anlagen beteiligen möchten", so Dr. Löwe. Dr. rer. nat. Holger Löwe ist seit 2005 an der Johannes Gutenberg-Universität Pro-fessor für Chemische Mikroprozesstechnik/Organische CHEMIE. Gleichzeitig ist er Wissenschaftlicher Direktor der IMM Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH. Seine Forschungsschwerpunkte sind in der CHEMIE und in der Mikrosystemtechnik veran-kert. Von besonderem Interesse sind die Anwendungen mikrostrukturierter Reakto-ren auf organisch chemische Reaktionen, elektrochemische Verfahren und Prozesse, Lab-on-Chip Systeme, Funktionalisierung von Oberflächen und Mikrogalvanoformung. Im Januar 2007 folgte Dr. Löwe der Einladung als Visiting Professor der Dalian University of Technology und übernimmt damit auch Lehrveranstaltungen zur Chemischen Mikroverfahrenstechnik an der chinesischen Universität. Kontakt und Informationen: Univ.-Prof. Dr. Holger Löwe Institut für Organische CHEMIE Johannes Gutenberg-Universität Mainz Tel. 061313926667 Fax 061313923916 E-Mail: loewe@uni-mainz.de Link zur Pressemitteilung: http://www.pressrelations.de/new/standard/dereferrer.cfm?r=302183

Zwei Höhepunkte der Eröffnungsveranstaltung zum Wissenschaftsforum 2007 der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) in Neu-Ulm am 16. September sind die Verleihung der Adolf-von-Baeyer-Denkmünze an Professor Dr. Wolfram Sander von der Ruhruniversität Bochum und die Auszeichnung von Professor George M. Whitesides (Harvard University) mit der August-Wilhelm-von-Hofmann-Vorlesung, in der Whitesides zum Thema "Rethinking What Chemistry Does" den Teilnehmern Nachdenkliches auf den Weg durch die bis zum 19. September an der Ulmer Universität stattfindenden Tagung gibt. "Ich halte George Whitesides für einen der brilliantesten Denker in der Chemie", freut sich GDCh-Präsident Professor Dr. Dieter Jahn, der das Wissenschaftsforum eröffnen wird, auf diesen Vortrag. "Whitesides gehört zu den Chemikern, die es verstehen, der Allgemeinheit klar zu machen, wie wichtig und nützlich viele der Entdeckungen aus den Chemielabors sind." Warum für ihn denn die Chemie so zentral für die Energiefrage sei, wurde Whitesides kürzlich in einem Interview gefragt. Seine einfache Antwort war, dass von der Verbrennung von Öl über die Batterie bis zur Solarzelle chemische Vorgänge und neue Materialien im Zentrum stünden. Heute gehe es aber nicht nur darum, Energie zu erzeugen. Wegen der Klima- und Rohstoffprobleme gehe es um existentielle Fragen für das Leben auf der Erde, antwortete Whitesides. "Wir können als Lösung nicht einen Mix aus bisher bekannten Technologien anbieten. Wir müssen neue Ideen haben - und zwar nicht nur in der Ingenieurtechnik." Die Nutzung der Sonnenenergie in der Photosynthese der Pflanzen sei trotz allen Enthusiasmus der Wissenschaftler noch nicht ausreichend verstanden, um daraus derzeit technische Prozesse mit hoher Effizienz abzuleiten. Hier gäbe es noch ein weites Feld für Chemiker mit vielen neuen Ideen. Große Probleme gibt es, laut Whitesides, auch beim Biosprit - nicht nur weil schrumpfende Flächen für Nahrungsmittel-Grundstoffe die Preise für Lebensmittel erhöhen. Die Prozesskosten von der Ernte der "Energiepflanzen" bis hin zum nutzbaren Energieträger sind derzeit noch immens - die Ausbeute, wie der Chemiker das Verhältnis vom eingesetzten Rohstoff zum Endprodukt nennt, erschreckend niedrig. Zu berücksichtigen ist auch, dass es regionale und saisonale Unterschiede gibt, und es stellt sich die Frage, wie die Energieverteilung sinnvoll möglich wird - nur dezentral? Die richtigen Strategien für die Energieversorgung der Zukunft werden Zeit brauchen sowie hervorragende Naturwissenschaftler und Ingenieure. Hier sind auch die Chemiker gefragt, deren Grundlagenforschung auf den ersten Blick den "Nichtchemikern" unbedeutsam erscheint. Wolfram Sander gehört zu den Forschern, deren Grundlagenarbeit von der Kommission der GDCh für die Vergabe der Adolf-von-Baeyer-Denkmünze als sehr wichtig eingestuft wurde. Baeyer, Nobelpreisträger von 1905 u.a. für seine Synthesen des heute noch populären Farbstoffs Indigo und anderer wichtiger Farbstoffe, war ein exzellenter Forscher auf dem Gebiet der organischen Chemie. Der Organiker Sander befasst sich heute mit ganz anderen Fragestellungen, nämlich mit der Aktivierung und den Reaktionen von molekularem Sauerstoff, mit Carbokationen und elektrophilen Carbenen, mit Polyradikalen, reaktiven Silicium-Spezies sowie nichtkovalenten Reaktionen. Ziel seiner Arbeiten ist es, Strukturen und Eigenschaften neuer Produkte chemischer Synthesen und auch den Ablauf dieser Synthesen vorauszusagen. Von besonderer Bedeutung sind dabei die möglichen Zwischenstufen solcher Reaktionen. Dazu hat er mit seinem Arbeitskreis wichtige hochreaktive Zwischenstufen hergestellt: das Phenyl-Kation, verschiedene Dehydroaromaten sowie neue Carbene und Nitrene. Sanders wendet modernste spektroskopische Messtechniken und quantenchemische Berechnungen an, auf die die Chemiker vor einhundert Jahren noch nicht zurückgreifen konnten. Ein interessantes Teilgebiet seiner Arbeiten sind nichtkovalente, "lockere", Wechselwirkungen, die u.a. von großer Bedeutung sind, um das Verhalten der Bausteine des Lebens, der Aminosäuren, Peptide und Proteine, also die Lebensprozesse, zu verstehen. Proteine ändern fortwährend ihre Struktur oder sie binden an andere Stoffe, um diese beispielsweise zu anderen Bestimmungsorten zu transportieren. Diese Veränderungen gehen unvorstellbar schnell vor sich und sind nur möglich, weil die kurzfristigen Bindungen nichtkovalent, also nur wenig stabil, sind. Solche schwachen Wechselwirkungen zwischen Molekülen bestimmen auch die Strukturen anderer flüssiger wie fester Materie. Mit der Erforschung nichtkovalenter Wechselwirkungen arbeitet Sander an der Schnittstelle zwischen Chemie, Biochemie und Materialwissenschaften. Sander, der in seiner Heimatstadt Heidelberg Chemie studierte und dort auch, nach einem Postdoc-Aufenthalt an der University of California, habilitierte, erhielt nach einer Professur an der Universität Braunschweig 1993 den Ruf auf den Lehrstuhl für Organische Chemie an der Universität Bochum. Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) gehört mit über 27.000 Mitgliedern zu den größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften weltweit. Alle zwei Jahre veranstaltet sie an wechselnden Orten in Deutschland ihre Jahrestagungen, 2007 erstmals unter dem Titel Wissenschaftsforum und erstmals an der Ulmer Universität. Wie auf allen Jahrestagungen werden auch auf dem Wissenschaftsforum 2007 von der GDCh zahlreiche Ehrungen vorgenommen und Preise verliehen. Die August-Wilhelm-von-Hofmann-Denkmünze, eine Goldmedaille, wird seit 1903 - damals von der Deutschen Chemischen Gesellschaft, eine der beiden Vorgängerorganisationen der GDCh - vorwiegend an ausländische Chemikerinnen und Chemiker verliehen, in diesem Jahr zum 43. Mal. Die Adolf-von-Baeyer-Denkmünze, ebenfalls eine Goldmedaille, verbunden mit einem Preisgeld von zZt. 7.500 Euro, wird in Ulm zum 46. Mal seit 1911 - damals vom Verein Deutscher Chemiker - vergeben. Kontakt: Dr. Renate Hoer Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh) Öffentlichkeitsarbeit Postfach 900440 60444 Frankfurt Tel.: 0697917493 Fax: 0697917307 E-Mail: r.hoer@gdch.de www.gdch.de Frankfurt am Main - Veröffentlicht von pressrelations Link zur Pressemitteilung: http://www.pressrelations.de/new/standard/dereferrer.cfm?r=291590

Die selektive Synthese komplexer organischer Moleküle stellt noch immer eine große Herausforderung dar, die durch viele Reinigungsschritte von Zwischenprodukten, die Einführung und wieder Abspaltung von Schutzgruppen sowie die gezielte Darstellung von spiegelbildlich reinen Molekülen erschwert ist. Sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht werden seit kurzem katalytische Prozesse angestrebt, bei denen einfache Ausgangsstoffe und Organokatalysatoren (Metall-freie kleine organische Moleküle) eingesetzt werden. Nur durch gezielte Steuerung der Prozesse kann dabei erreicht werden, dass von den in der Synthese entstehenden räumlich unterschiedlich angeordneten Molekülen durch geschickte Wahl des Katalysators nur eines bevorzugt gebildet wird. Ein viel versprechender Lösungsansatz zu dieser synthetischen Herausforderung kann durch einen Dominoprozess erreicht werden, über den nun die weltweit hoch angesehene Zeitschrift Nature basierend auf den Forschungsergebnissen der Arbeitsgruppe um Professor Enders am Lehrstuhl I für Organische Chemie der RWTH Aachen berichtet (Nature 2006, 441, 861). In Analogie zu Dominosteinen, handelt es sich dabei um Reaktionen, die einmal angestoßen bis zum Ende durchlaufen und oft sehr selektiv sein können. Angeregt durch die von Mutter Natur in der Biosynthese verwendeten Enzym-katalysierten Kaskaden-Prozesse, hat Professor Enders mit seinen Doktoranden Matthias R. M. Hüttl und Christoph Grondal einen solchen Dominoprozess entwickelt, in dem aus drei einfachen Ausgangsverbindungen fünffach-substituierte Cyclohexenderivate mit vier Stereozentren gebildet werden. Den Anstoß hierzu gibt ein einfacher Organokatalysator, abgeleitet von der natürlichen Aminosäure Prolin, der stereoselektiv jeden einzelnen der drei Kohlenstoff-Kohlenstoff-verknüpfenden Schritte beschleunigt und von 16 möglichen Stereoisomeren nur ein spiegelbildlich reines Hauptisomer bildet. Die resultierenden Produkte dieser dreifachen Kaskade können als wertvolle Synthesebausteine in der organischen Chemie und als Vorläufer von pharmazeutischen Wirkstoffen dienen. Weitere Informationen erhalten Sie bei: Univ.-Prof. Dr. Dieter Enders Institut für Organische Chemie der RWTH Aachen Telefon: +492418094676 Fax: +492418092127 E-Mail: Enders@rwth-aachen.de Quelle: www.pressrelations.de

Was von abgestorbenen Lebewesen übrig bleibt, hat in der Regel nicht lange Bestand. Organismen bestehen zu einem grossen Teil aus Kohlenhydraten und Proteinen, die durch Abbauprozesse leicht zerstört werden. Dennoch findet man in Millionen von Jahren alten Gesteinen organisches Material, beispielsweise in Form von Kohle oder Erdöl. Das liegt daran, dass die Lipide mit ihre Kohlenstoff-Doppelbindungen relativ schnell in gesättigte Verbindungen ohne Doppelbindungen umgewandelt werden, die der Zersetzung besser standhalten. Wie und unter welchen Umständen diese Umwandlung genau abläuft, darüber gab es bisher nur vage Vorstellungen. Einig war man sich, dass die Konservierung bevorzugt in einer sogenannt anaeroben, also sauerstofffreien Umgebung stattfindet und dass Mikroorganismen für die Umwandlung verantwortlich sind. Einem Forscherteam der ETH Zürich und der Université Louis Pasteur in Strassburg ist es nun gelungen, diesen Mechanismus besser zu verstehen. Wie die Forscher letzte Woche in Science Express berichteten, spielt ein rein chemischer Prozess in der frühen Phase der Sedimentablagerung bei der Stabilisierung der organischen Verbindungen eine entscheidende Rolle. Die These, es wären in erster Linie Mikroorganismen, welche die ungesättigten Kohlenstoffketten in stabile Formen überführen, muss demnach revidiert werden. Ungewöhnliches Gewässer Die Forscher haben für ihre Studie Wasserproben und Sedimente aus dem Cadagnosee im Kanton Tessin in der Schweiz untersucht. Der Bergsee weist einige Besonderheiten auf, wie Stefano Bernasconi vom Geologischen Institut der ETH Zürich erklärt. Das rund 20 Meter tiefe Gewässer verfügt über eine äusserst stabile Schichtung: Oben ist das Wasser sauerstoffhaltig, unten hingegen herrschen anaerobe Bedingungen. Die beiden Wasserpakete sind durch eine scharfe, rund einen Meter dicke Schicht voneinander getrennt, in der hochspezialisierte, rötlich gefärbte Bakterien ihren Lebensraum finden. Anaerob ist die untere Schicht, weil Unterwasser-Quellen sulfathaltiges Wasser in den See einbringen. Das Sulfat wird von den Bakterien im Sediment und in der unteren Wasserschicht zu Schwefelwasserstoff umgewandelt. Dadurch entstehen die Voraussetzungen, dass abgestorbenes organisches Material besser konserviert werden kann. Die rötlichen Bakterien in der Grenzschicht nützen den Schwefelwasserstoff für eine spezielle Form von Photosynthese und verhindern so, dass dieser in die obere Wasserschicht entweicht. Ideales Modellsystem Der Cadagnosee ist wegen dieser speziellen Situation ein ideales Modellsystem für geologisch wichtige Lebensräume. Ähnliche Verhältnisse waren in erdgeschichtlicher Zeit in vielen Meeresbecken anzutreffen. Genau dort entstanden im Laufe der Zeit Muttergesteine, in denen das abgelagerte organische Material zu Erdöl reifte. Heutzutage findet man eine vergleichbare Situation nur an vereinzelten Stellen, etwa im Schwarzen Meer und in gewissen Fjorden Norwegens. Die Forscher haben nun festgestellt, dass die Umwandlung von gewissen organischen Verbindungen, die für Bakterien und Algen typisch sind, in Anwesenheit von Schwefelwasserstoff offenbar kurz nach dem Absterben der Lebewesen einsetzt. Teilweise gesättigte Kohlenstoffketten findet man bereits in den obersten Sedimentschichten, die erst vor kurzem abgelagert wurden. Auffallend ist auch, dass das Aufbrechen der Doppelbindungen an beliebigen Stellen entlang der Kohlenstoffketten stattfindet. "Das deutet darauf hin, dass die Umwandlung nicht durch Mikroorganismen verursacht wird", so Bernasconi. "Denn diese setzten mit ihrem Metabolismus in der Regel an bestimmten Stellen an." Nachbildung im Labor Ihre These konnte die Gruppe mit Laboruntersuchungen bestätigen. Die Wissenschaftler haben künstliche Lösungen mit den entsprechenden organischen Verbindungen bei 50 bis 90 Grad einige Wochen lang reagieren lassen. Die Analyse zeigte, dass im Labor genau dieselbe Umwandlung stattfindet, wie man sie in den Sedimenten des Sees beobachten kann. Die chemische Reaktion verläuft dabei in zwei Schritten, wie Bernasconi erläutert: Zuerst bindet sich eine einfache Schwefel-Wasserstoff (SH) Gruppe an die Kohlenstoffkette. In einem zweiten Schritt wird diese Gruppe dann reduziert; das Schwefelatom wird herausgelöst, so dass nur noch ein Wasserstoffatom übrig bleibt. Bernasconi ist überzeugt, dass das Team einen wichtigen Mechanismus im globalen Kohlenstoffkreislauf entdeckt hat. "Das hilft uns, die Entstehung von Erdöl besser zu verstehen", ist er überzeugt. Von Bedeutung könnte der neu entdeckte Prozess auch bei den sogenannten "Black Smokers" sein. Dabei handelt es sich um untermeerische Quellen, bei denen heisses, schwefelhaltiges Wasser ausströmt. Man vermutet, dass in der Umgebung dieser Quellen das Leben auf der Erde entstanden sein könnte. Rund um diese "Black Smokers" könnten ähnliche chemische Reaktionen stattfinden wie in den Tiefen des unscheinbaren Cadagnosees. Zusatzmaterial: Bilder in hoher Auflösung vorhanden. Bitte melden Sie sich unter anke.poiger@sl.ethz.ch Quelle: www.pressrelations.de

Woher weiß eine Zelle, dass sie sich teilen soll? Wie erhält ein Enzym die Botschaft, ein bestimmtes Gen zu aktivieren? In welcher Weise werden Signale aus der Umwelt ins Zellinnere weitergeleitet? Schalter im Miniformat sorgen dafür, dass alle diese Prozesse nach Plan ablaufen. Dabei verständigen sich die Biomoleküle, meistens Proteine, in einer besonderen Sprache: Über Änderungen ihrer Form - auch Konformation genannt - leiten sie Signale weiter oder blockieren eine Reaktion. Die geringfügigste Änderung ihrer räumlichen Struktur kann dabei verheerende Fehlschaltungen zur Folge haben. Wird beispielsweise ein Proteinschalter, der das Signal für Zellteilung gibt, in seiner Stellung 'An' festgehalten, werden sich die Zellen unkontrolliert teilen und es entsteht Krebs. Diesen grundlegenden und faszinierenden molekularen Prozessen in den Schaltmolekülen der Zellen widmet sich die VolkswagenStiftung in ihrer Förderinitiative 'Zusammenspiel von molekularen Konformationen und biologischer Funktion', die 1998 ins Leben gerufen wurde. Für acht Vorhaben in dieser Initiative bewilligt die Stiftung jetzt rund 3,3 Millionen Euro: 1.) 429.000 Euro für das Vorhaben 'Information transmission pathways in an allosteric protein' von Professor Dr. Wolfgang Hillen und Professor Dr. Yves Muller vom Institut für Biologie der Universität Erlangen-Nürnberg und Professor Dr. Peter Gmeiner vom Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie, ebenfalls Universität Erlangen-Nürnberg; 2.) 787.700 Euro für das Vorhaben 'TGF-beta signalling biosensors' von Dr. Marcos González-Gaintán vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden, Professor Dr. James Smith vom Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute, University of Cambridge, und Dr. Carsten Schultz, Gene Expression Unit am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie in Heidelberg; 3.) 375.800 Euro für das Vorhaben 'Substrate Control of the active conformation of the respiratory complex I' von Professor Dr. Thorsten Friedrich und Professor Dr. Bernhard Breit vom Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität Freiburg sowie Professorin Dr. Petra Hellwig von der Faculté de Chimie, Université Louis Pasteur, Strasbourg. Nähere Informationen zu diesen Vorhaben finden Sie im Folgenden - außerdem im Anschluss eine Übersicht der weiteren bewilligten Projekte Zu 1: Interne Kommunikation von Proteinen Wie erfährt die rechte Hälfte, was die linke gerade tut? Viele Proteine besitzen mindestens zwei räumlich voneinander getrennte Bindestellen, an denen Substrate oder andere Moleküle andocken können. Bei diesen 'allosterischen' Proteinen wird in der Regel die Aktivität der einen Bindestelle vom Zustand der anderen gesteuert. Bindet also ein so genanntes Effektormolekül an der einen Seite, wird diese Information über Änderung der räumlichen Form an die andere Bindestelle weitergegeben. Das Resultat ist auch dort eine Konformationsänderung, die nun eine weitere Aktivität zulässt oder stoppen kann. Zwar hat man heute mit Kristallstrukturen bereits eine Reihe von Proteinen mit Substraten und Effektoren dreidimensional sichtbar machen können - doch Regeln für die Mechanik und Energetik proteininterner Kommunikation gibt es bisher nicht. Hier setzen die Wissenschaftler aus Erlangen-Nürnberg mit ihrem Projekt an: Am Beispiel des Tet-Repressors wollen sie die Informationsweitergabe analysieren und allgemein gültige Prinzipien herausfinden. Tetrazyklin ist als Antibiotikum bekannt, das die bakterielle Proteinsynthese hemmt. Es fungiert beim Tet-Repressor als Effektormolekül, reguliert über Bindung an den Repressor die Genexpression. Der Tet-Repressor ist strukturell sehr gut untersucht und bietet sich als Modell an. Die Wissenschaftler haben bereits Varianten des Rezeptors mit veränderter Allosterie sowie ein Peptid isoliert, das den Rezeptor durch eine andere Strukturänderung induziert als Tetrazyklin. Auch neuartige Tetrazyklinderivate werden getestet, um den Kontaktketten zwischen den Bindestellen auf die Spur zu kommen. Die Kombination von Molekulargenetik, Synthesechemie und strukturellen Methoden erhöht die Chancen, zu allgemein gültigen Prinzipien zu kommen. ------------------------------- Kontakte zu Projekt 1 Universität Erlangen-Nürnberg Institut für Biologie Lehrstuhl für Mikrobiologie Prof. Dr. Wolfgang Hillen Telefon: 091318528081 E-Mail: whillen@biologie.uni-erlangen.de Institut für Biologie Lehrstuhl für Biotechnik Prof. Dr. Yves Muller Telefon: 091318523081 E-Mail: ymuller@biologie.uni-erlangen.de Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie Prof. Dr. Peter Gmeiner Telefon: 091318522584 E-Mail: gmeiner@pharmazie.uni-erlangen.de ------------------------------------------ Zu 2: Biosensoren machen Signalketten sichtbar Nicht einzelne Signale, sondern komplexe Signalkaskaden sorgen dafür, dass sich ein Embryo entwickeln kann. Wichtige Signale geben dabei die Wachstumsfaktoren der Transforming Growth Factor beta-Familie, kurz TGF-?. Sie werden bereits intensiv erforscht, denn wenn ihre Signalfunktion im Zellwachstum außer Kontrolle gerät, können Krebs und andere Krankheiten entstehen. Während die molekularen Aspekte der Signalkette und die konformationellen Änderungen einzelner Komponenten schon recht gut bekannt sind, weiß man wenig über die zeitliche und räumliche Dynamik der Prozesse. Hierfür interessiert sich das Team aus Dresden, Heidelberg und Cambridge: Die Forscher wollen Biosensoren für verschiedene Komponenten der Signalkette 'bauen' und damit die Etappen der Signalweiterleitung in Echtzeit verfolgen. Biosensoren sind Messfühler, die mit biologischen Komponenten ausgestattet sind. Ihr Einsatz macht es möglich, Protein-Protein-Wechselwirkungen in der lebenden Zelle auch quantitativ zu bestimmen. Ziel der Forscher ist es vor allem, TGF-Signale sowohl während der Embyonalentwicklung als auch für bestimmte Krankheiten zu messen. ------------------------------------------------------------- Kontakte zu Projekt 2 Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden Dr. Marcos González-Gaitán Telefon:03512102539 E-Mail: gonzalez@mpi-cbg.de University of Cambridge Prof. Dr. James Smith Telefon: 00441223334133 E-Mail: j.bate@gurdon.cam.ac.uk Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie, Heidelberg Dr. Carsten Schultz Telefon: 06221387210 E-Mail: carsten.schultz@EMBL-Heidelberg.de ------------------------------------------ Zu 3: Energiegewinn durch räumliche Bewegungen Auch bei der Energiegewinnung von Zellen spielen Konformationsänderungen von Molekülen und Molekülkomplexen die entscheidende Rolle. In der Atmungskette - dem entscheidenden Prozess im Energiestoffwechsel - wird ATP bereitgestellt, die universelle Energiewährung, die alles antreibt. Der erste Komplex der Zellatmung ist die NADH:Ubichinon-Oxidoreduktase, ein Enzym, das eine wichtige Schaltstelle darstellt: Es überträgt Elektronen vom Elektronencarrier NADH auf Ubichinon und nutzt die dabei freiwerdende Energie, um Protonen von der Innenseite der Membran nach außen zu transportieren. Auf diese Weise entsteht ein Membranpotenzial, das zum Aufbau des Energieträgers ATP, aber auch für Transportvorgänge und andere energieabhängige Vorgänge genutzt werden kann. Der Mechanismus dieses wichtigen Enzymkomplexes am Beginn der Atmungskette ist noch weitgehend unverstanden. Klar ist, dass die Bindung von NADH, nicht jedoch von NADPH - der phosphorylierten Form - große räumliche Bewegungen auslöst und das Molekül für Ubichinon öffnet. Die Wissenschaftler aus Freiburg und Strasbourg wollen in dem von der VolkswagenStiftung geförderten Vorhaben untersuchen, welche Konformationsänderungen abgewandelte NADH-Derivate zur Folge haben. Die Untersuchungen an der NADH:Ubichinon-Oxidoreduktase sind auch für die Medizin relevant, denn eine Fehlfunktion dieses Komplexes ist mit neurodegenerativen Krankheiten wie dem Parkinson-Syndrom verknüpft. -------------------------------------- Kontakte zu Projekt 3: Universität Freiburg Institut für Organische Chemie und Biochemie Prof. Dr. Thorsten Friedrich Telefon: 07612036060 E-Mail: tfriedri@uni-freiburg.de Prof. Dr. Bernhard Breit Telefon: 07612036051 E-Mail: bernhard.breit@orgmail.chemie.uni-freiburg.de Université Louis Pasteur, Strasbourg Prof. Dr. Petra Hellwig E-Mail: hellwig@chimie.u-strasbg.fr -------------------------------------- Bewilligt wurden in der Initiative 'Zusammenspiel von molekularen Konformationen und biologischer Funktion' auch folgende fünf Vorhaben: 4.) 461.800 Euro für das Vorhaben 'Synthetic selectivity filters for porin-like ion channels' von Professor Dr. Ulrich Koert, Professor Lars-Oliver Essen und Dr. Henning Mootz vom Fachbereich Chemie der Universität Marburg; Kontakt zu Projekt 4: Universität Marburg Fachbereich Chemie Professor Dr. Ulrich Koert Telefon: 064212826970 E-Mail: koert@chemie.uni-marburg.de ----------------------------------- 5.) 79.400 Euro für das Vorhaben 'Conformation-activity relationship of the archazolids: Development of a novel class of highly potent V-ATPase inhibitors' von Dr. Dirk Menche von der Abteilung Medizinische Chemie der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung in Braunschweig (GBF) und Dr. Teresa Carlomgno vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen; Kontakt zu Projekt 5: GBF Braunschweig Abteilung Med. Chemie Dr. Dirk Menche Telefon: 05316181346 E-Mail: dirk.menche@gbf.de ---------------------------------- 6.) 359.000 Euro für das Vorhaben 'Elucidation of the conformational dynamics of the spliceosome using small molecule inhibitors' von Professor Dr. Reinhard Lührmann und Privatdozent Dr. Markus Wahl von der Abteilung Zelluläre Biochemie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen und Professor Dr. Herbert Waldmann vom Fachbereich Chemie, Chemische Biologie, Universität Dortmund; Kontakt zu Projekt 6: Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie Abt. Zelluläre Biochemie Prof. Dr. Reinhard Lührmann Telefon: 05512011405 E-Mail: reinhard.luehrmann@mpi-bpc.mpg.de ------------------------------------------ 7.) 398.800 Euro für die Fortsetzung des Vorhabens 'Pleckstring domains: from allosteric regulation of protein function towards novel tools for monitoring intracellular reactions' von Dr. Carsten Schultz und Dr. Michael Sattler, beide EMBL - Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie in Heidelberg, und Professor Dr. Mathias Gautel, Cardiovascular Division der GKT School of Medicine, King's College, London; Kontakt zu Projekt 7: EMBL, Heidelberg Dr. Michael Sattler Telefon: 06221387552 E-Mail: sattler@embl-heidelberg.de ----------------------------------- 8.) 393.100 Euro für die Fortsetzung des Vorhabens 'Modulation of the slow conformational dynamics in Ras and Ras-related proteins by drugs: development of an new type of specific Ras-inhibitor' von Professor Dr. Hans-Robert Kalbitzer vom Institut für Biophysik und physikalische Biochemie sowie Professor Dr. Burkhard König vom Institut für Organische Chemie, beide Universität Regensburg, und Professor Dr. Christian Herrmann von der Fakultät für Chemie, Physikalische Chemie, Universität Bochum. Kontakt zu Projekt 8: Universität Regensburg Institut für Biophysik und physikalische Biochemie Prof. Dr. Hans-Robert Kalbitzer Telefon: 09419432595 E-Mail: hans-robert.kalbitzer@biologie.uni-regensburg.de -------------------------------------------------------- Die Förderinitiative 'Zusammenspiel von molekularen Konformationen und biologischer Funktion' wird in diesem Jahr eingestellt. Sie hat dazu beigetragen, das Gebiet der Chemischen Biologie in Forschung und Lehre in der deutschen wie europäischen Forschungslandschaft zu verankern. Über die gesamte bisherige Laufzeit wurden - einschließlich der jetzigen Vorhaben - 125 Bewilligungen ausgesprochen, für die rund 23 Millionen Euro bereit gestellt wurden. Mit Stichtag 15. September 2006 können die letzten Anträge eingereicht werden. Kontakt VolkswagenStiftung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Dr. Christian Jung Telefon: 05118381380 E-Mail: jung@volkswagenstiftung.de Kontakt Förderinitiative der VolkswagenStiftung Dr. Matthias Nöllenburg Telefon: 05118381290 E-Mail: noellenburg@volkswagenstiftung.de