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Mit über 1,2 Millionen Betroffenen allein in Deutschland und weltweit über 50 Millionen Erkrankten stellt die Alzheimer-Krankheit, auch „Alzheimer Demenz“ genannt, eine der größten medizinischen und gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit dar. Trotz intensiver Forschung gilt die Alzheimer-Krankheit bis heute als unheilbar. Forscherinnen und Forscher der Universität Göttingen sowie dem Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie Leipzig-Halle haben einen vielversprechenden Ansatz beschrieben, die Alzheimer-Krankheit zu behandeln. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Biochemistry erschienen.
(pug) Durch krankhafte Veränderungen im Gehirn werden Patientinnen und Patienten mit fortschreitender Alzheimer-Krankheit immer vergesslicher und orientierungsloser, im schlimmsten Fall werden sogar nahestehende Verwandte nicht mehr erkannt. Selbst einfache Tätigkeiten im Haushalt können nicht mehr selbstständig durchgeführt werden und erfordern daher die Pflege Betroffener.
Für die Studie arbeitete Prof. Dr. Kai Tittmann vom Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften gemeinsam mit Forscherinnen und Forschern aus der Fakultät für Chemie der Universität Göttingen sowie dem Team um Prof. Dr. Hans-Ulrich Demuth vom Fraunhofer IZI in Halle zusammen. Bereits vor einigen Jahren hatte das Team aus Halle die Entdeckung gemacht, dass ein bestimmtes Enzym des Hormonstoffwechsels aus dem menschlichen Gehirn neben seiner eigentlichen biologischen Funktion, der Hormonreifung, eine kritische, pathophysiologische Rolle bei der Entstehung der Alzheimer-Krankheit spielt. Erste Inhibitoren dieses Enzyms, die bestimmte Stoffwechselvorgänge hemmen, lieferten bereits vielversprechende Ergebnisse.
Um diesen Wirkstoffen einen chemischen Maßanzug zu verpassen, untersuchte das Forschungsteam den Reaktionsmechanismus des Enzyms durch Proteinkristallographie. „So konnten wir erstmalig ,Schnappschüsse‘ des arbeitenden Enzyms erhalten“, sagt Hauptautor Tittmann. Dadurch war es möglich, neuartige Inhibitoren zu bauen, deren Designprinzip der natürlichen Reaktion nachempfunden ist. Diese führen daher zu einer hochselektiven Bindung ohne die Gefahr gefährlicher Nebenwirkungen. Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gelang es zudem, mit dem neuen Wirkstoff eine atomare Struktur des menschlichen Enzyms zu lösen. Dies bildet eine wichtige Grundlage für den weiteren Ausbau der Inhibitoren. „Wir sind zuversichtlich, dass unsere Ergebnisse zur Entwicklung einer neuen, hochselektiven Generation von Alzheimer-Medikamenten führen wird“, erklärt Demuth.
Das Forschungsprojekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie der Alzheimer Forschung Initiative e.V. gefördert.
Prof. Dr. Kai Tittmann
Georg-August-Universität Göttingen
Abteilung für Molekulare Enzymologie
Julia-Lermontowa-Weg 3, 37077 Göttingen
Telefon: 0551 39177811
E-Mail: ktittma@gwdg.de
www.uni-goettingen.de/en/sh/198266.html
Prof. Dr. Hans-Ulrich Demuth
Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI)
Abteilung Molekulare Wirkstoffbiochemie und Therapieentwicklung
Weinbergweg 22, 06120 Halle/Saale
Telefon: 0345 131428-15
Email: hans-ulrich.demuth@izi.fraunhofer.de
www.izi.fraunhofer.de/de/abteilungen/standort-halle/aussenstelle-molekulare-wirkstoffbiochemie-und-therapieentwicklung.html
Oliver Kupski et al. Hydrazides Are Potent Transition-State Analogues for Glutaminyl Cyclase Implicated in the Pathogenesis of Alzheimer’s Disease. Biochemistry (2020). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biochem.0c00337
Proteinkristalle des humanen Enzyms Glutaminylzyklase und atomare Struktur des neuen Inhibitors.
Lisa-Marie Funk
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Chemistry
transregional, national
Research results
German
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