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Rezeptor-Wirkstoff-Komplexe

1:1-Einschlusskomplex des β-Cyclodextrins (Kugel-Stab-Modell) mit dem Breitbandantibiotikums Tetracyclin
Alexander Weiß
1:1-Einschlusskomplex des β-Cyclodextrins (Kugel-Stab-Modell) mit dem Breitbandantibiotikums Tetracyclin (schwarze Strukturformel).
Ansprechpartner: thomas [dot] vogt [at] chemie [dot] tu-freiberg [dot] de (Dr. Jan Zuber,) Dipl.-Chem. Alexander Weiß 

In den Frühstadien der Entwicklung neuer Pharmazeutika werden Wirkstoffe von therapeutischem Interesse auf ihre aktivierende oder inhibierende Wechselwirkung auf biologische Rezeptormoleküle getestet. Die sich dabei bildenden supramolekularen Rezeptor-Wirkstoff-Komplexe basieren auf nichtkovalenten Interaktionen wie der Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen, elektrostatischen oder Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen. Neben der Art der intermolekularen Wechselwirkung ist für die Pharmakologie auch die Wechselwirkungsstärke entscheidend, da diese die Medikamentenwirkung, zelluläre Verarbeitungsprozesse und biochemische Abbauwege vordefiniert. Für das Screening potentieller Wirkstoffkandidaten benötigt es selektive, leistungsfähige und zuverlässige analytische Methoden, die in kürzester Zeit und bei minimalem Probenverbrauch die Bestimmung aller Komponenten und ihrer Wechselwirkungen ermöglicht.

 

Strukturen gasförmiger Biomoleküle und nichtkovalenter Komplexe

Mithilfe der Massenspektrometrie können durch Titrationsexperimente die Komplexstabilitäten supramolekularer Komplexe ermittelt werden. Die Aufnahme von Dissoziationsprofilen mittels CID-MS ermöglicht die Bestimmung von relativen Gasphasenstabilitäten der Komplexe.
Alexander Weiß
Bestimmung von Komplexstabilitäten supramolekularer Komplexe durch Titrationsexperimente mit MS. Die Aufnahme von Dissoziationsprofilen mittels CID-MS ermöglicht die Bestimmung von relativen Gasphasenstabilitäten der Komplexe.

Neben herkömmlichen Analysemethoden wie der NMR- oder UV/VIS-Spektroskopie eignet sich die hochauflösende Fouriertransform-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie (FT-ICR-MS) in Kombination mit weichen Ionisationsmethoden, wie Elektrosprayionisation (ESI) und Matrix-unterstützte Laserdesorption/-ionisation (MALDI), zur Untersuchung supramolekularer Rezeptor-Wirkstoff-Komplexe. Da die Messungen in der Gasphase stattfinden, können intrinsische Eigenschaften der Komplexe ohne den störenden Einfluss umgebender Lösungsmittelmoleküle untersucht werden. Anhand der exakt bestimmbaren Molekularmassen können molekulare Strukturen und Stöchiometrien der Komplexe mit hoher Sensitivität und Spezifität ermittelt werden. Durch Titrationsexperimente und den Einsatz der kollisionsinduzierten Dissoziation (CID) sind auch absolute und relative Komplexstabilitäten etwa in Form von Komplexstabilitätskonstanten sowie weitere thermodynamische Daten bestimmbar. Die erhaltenen Ergebnisse können mithilfe chemometrischer Methoden mit den Resultaten anderer Analysemethoden verglichen und bewertet werden.