Molekulare Schlüssel, die nur in ein Schloss passen


Entwickler von medizinischen Wirkstoffen setzten bisher auf flexible Moleküle. Ein Team um den Chemiker Nuno Maulide setzt auf starrere Designs

Alois Pumhösel | DERSTANDARD

Medizinische Wirkstoffe sollen sich wieder stärker an der Natur orientieren. Die Entwicklung der Molekülstrukturen wird damit aber komplexer und risikoreicher.
Foto: Universität Wien

Möchte man mit einem Schlüssel das Schloss einer Tür aufsperren, ist es nicht unbedingt förderlich, wenn sich die Form des Schlüssels wie von Zauberhand ständig verändert; wenn sich Bart und Zacken an kleinen Achsen drehen oder Bohrungen sich verschieben. Da könnte es eine Zeitlang dauern, bis die richtige Form erscheint und der Schlüssel schließt.

Übertragen auf die nanoskopische Welt der Moleküle wirkt diese Vorstellung gleich viel weniger surreal. Mit dem Mechanismus von Schlüssel und Schloss kann man sich modellhaft verdeutlichen, wie sich ein medizinischer Wirkstoff im Körper des Menschen an den Rezeptor eines Proteins bindet. Passt der Schlüssel zum Schloss, entfaltet sich die größtmögliche Wirksamkeit. Beispielsweise könnte ein Signalweg unterbunden werden mit der Folge, dass eine Krebszelle abstirbt.

Nun ist es aber so, dass die Strukturen der meisten Wirkstoffmoleküle recht flexibel und beweglich sind. Das Molekül muss also Energie aufwenden, um die richtige Form anzunehmen und den Vorteil der Bindung ans Zielprotein zu lukrieren.

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