@phdthesis{Kugelmann2011,
  author    = {Kugelmann, Eva},
  title     = {Random Chemistry - Leitstruktursuche mittels Fentons Reagenz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55990},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Suche nach neuen Leitstrukturen im Bereich der 4-Chinolone mit dem Verfahren der Random Chemistry. Die zugrunde liegende Idee hinter diesem Verfahren besteht darin, neue, potentiell wirksamere Strukturen durch die zuf{\"a}llige Erzeugung einer Substanzbibliothek zu erhalten. Die Substanzbibliothek entsteht dabei durch die Kombination bzw. Reaktion einer m{\"a}ßig aktiven Ausgangsverbindung mit einem Initiator, der eine Zufallsreaktion in Gang setzt. Vorangegangene Untersuchungen dazu belegten, dass bei der Nutzung von γ-Strahlen als ausl{\"o}sende Spezies vornehmlich durch Radiolyse des L{\"o}sungsmittels erzeugte Radikale f{\"u}r die Bildung neuartiger Substanzen verantwortlich waren. Diese als Initiator dienenden Radikale k{\"o}nnen auch mit herk{\"o}mmlichen Radikalstartern wie dem Fentons Reagenz erzeugt werden. Fentons Reagenz erweist sich dabei als deutlich kosteng{\"u}nstigere und einfacher zu handhabende Alternative, die ohne jeglichen technischen Aufwand genutzt werden kann. Durch die Reaktion von Wasserstoffperoxid und Eisen(II)-Ionen entstehen Hydroxylradikale, die als hochreaktive Spezies durch die Addition an Doppelbindungen oder durch die Abstraktion von Wasserstoffradikalen und die dadurch ausgel{\"o}sten Sekund{\"a}rreaktionen eine Vielzahl neuer Verbindungen erzeugen. Zur Leitstruktursuche wurden als Ausgangssubstanzen zum einen ein Vertreter der 6-Fluor-7-(piperazin-1-yl)-chinolone (1) und zum anderen das 4-Chinolon-Grundger{\"u}st (2) gew{\"a}hlt, um sowohl den Einfluss m{\"o}glicher Strukturvariationen am Chinolongrundk{\"o}rper als auch an m{\"o}glichen Substituenten zu ermitteln. Aus den nach der Umsetzung mit Fentons Reagenz entstandenen Substanzbibliotheken konnten zun{\"a}chst Fraktionen erhalten werden, die bei der Testung gegen Trypanosoma brucei brucei Aktivit{\"a}ten mit geringeren IC50-Werten als die Ausgangschinolone zeigten. Die Strukturen der mittels HPLC isolierten Reinsubstanzen wurden aufgekl{\"a}rt und ihre biologische Wirkung ermittelt. Auf diese Weise konnten ein Chinolonderivat mit N-(2-Aminoethyl)formamid-Rest in Position 7 (Frk1-2c) sowie ein Derivat mit (2-((Methyl-amino)methoxy)ethyl)amino-Rest in Position 7 und einer Hydroxylgruppe in Position 6 (Frk1-1c) identifiziert werden, die eine antitrypanosomale Aktivit{\"a}t mit einem IC50-Wert von 20.69 μM bzw. 17.29 μM aufweisen. Neusynthetisierte Chinolone mit einem amidofunktionalisiertem Piperazinring in Position 7 zeigten eine noch bessere Aktivit{\"a}t gegen Trypanosoma brucei brucei, welche durch Amidierung der Carbons{\"a}ure in 3-Stellung noch weiter gesteigert werden konnte. Die Suche nach neuen Leitstrukturen mit Hilfe von Fentons Reagenz offenbarte, dass ein Großteil der in den Substanzbibliotheken gebildeten neuen Strukturen literaturbekannten Metaboliten der Fluorchinolone {\"a}hnelt. Da ann{\"a}hernd 50\% der m{\"o}glichen Wirkstoffkandidaten an einer zu geringen Bioverf{\"u}gbarkeit oder aufgrund ihrer toxischen Metabolite scheitern, ist es sinnvoll bereits in einem m{\"o}glichst fr{\"u}hen Forschungsstadium auch Parameter wie Resorption, Distribution, Metabolismus, Elimination und Toxikologie (ADMET-Parameter) einer Substanz zu ber{\"u}cksichtigen bzw. zu ermitteln. Deshalb wurde in einem weiteren Teil dieser Arbeit untersucht, ob Fentons Reagenz zur Erzeugung des metabolischen Profils neuer biologisch aktiver Substanzen dienen kann, um damit fr{\"u}hzeitig auch auf m{\"o}gliche Toxizit{\"a}ten der Metabolite einer Substanz schließen zu k{\"o}nnen. Dazu wurden die drei bekannten Antiinfektiva, Cinoxacin, Ciprofloxacin und Linezolid mit Fentons Reagenz umgesetzt und die entstandenen Substanzbibliotheken nach literaturbekannten Metaboliten der jeweiligen Ausgangssubstanz gescreent. Bei einer ausreichenden L{\"o}slichkeit der Ausgangssubstanz konnten so vor allem die Metabolite erzeugt werden, die durch Hydroxylierung, Oxidation oder Hydrolyse auch bei der Verstoffwechslung durch Cytochrom-P450 erhalten werden. Da der Nachweis der Bildung literaturbekannter Metabolite durch Fentons Reagenz gelang, ist es nun m{\"o}glich, einen Teil der potenziellen Metabolite neuer biologisch aktiver Substanzen bereits im Vorfeld, ohne die Nutzung von humanem Lebergewebe zu identifizieren.},
  subject      = {Fentons Reagenz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Cappel2011,
  author    = {Cappel, Daniel},
  title     = {Computersimulationen zur Untersuchung von Wassermolek{\"u}len in Protein-Ligand Komplexen am Beispiel einer Modellbindetasche},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55003},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Wassermolek{\"u}le spielen oft eine entscheidende Rolle bei der Bindung von Liganden an Proteine. Zum einen ist dies in ihrer Eigenschaft als Wasserstoffbr{\"u}ckendonor und -akzeptor begr{\"u}ndet, die es erm{\"o}glicht Wechselwirkung zwischen Ligand und Rezeptor zu vermitteln. Zum anderen stellen die Desolvatisierungsenthalpie und -entropie einer Bindetasche w{\"a}hrend der Ligandbindung einen entscheidenden Anteil der Bindungsaffinit{\"a}t dar. Obwohl man sich dieser Einfl{\"u}sse seit langem bewusst ist, sind aktuelle Methoden des computerbasierten Wirkstoffdesigns nur in sehr begrenztem Umfang in der Lage, die entsprechenden Effekte zu erfassen und vorherzusagen. Da experimentelle Daten {\"u}ber die Effekte von Wassermolek{\"u}len in Protein-Ligand Komplexen von Natur aus schwierig zu erhalten sind, untersucht die vorliegende Arbeit eine Modellbindetasche einer Cytochrom c Peroxidase Mutante (CCP W191G) mit Hilfe von Molecular Modeling Techniken. Diese polare und solvatisierte Kavit{\"a}t ist strukturell sehr gut charakterisiert und bindet kleine, kationische Heterozyklen zusammen mit unterschiedlichen Mengen an Wassermolek{\"u}len. F{\"u}r die Untersuchungen wurden strukturell {\"a}hnliche Liganden mit einem unterschiedlichen Wechselwirkungsmuster ausgew{\"a}hlt. Davon ausgehend wurde die M{\"o}glichkeit zweier Docking-Programme, den Grad der Wasserverdr{\"a}ngung durch den Liganden zusammen mit dem Bindungsmodus vorherzusagen, untersucht. Die dynamischen Eigenschaften der Bindetaschenwassermolek{\"u}le wurden mittels Molekulardynamiksimulationen studiert. Schließlich wurden diese rein strukturellen Betrachtungen durch eine energetische/thermodynamische Analyse komplettiert. Die Anwendung dieser unterschiedlichen Verfahren liefert einige neue Erkenntnisse {\"u}ber die untersuchte Modellbindetasche. Trotz der relativen Einfachheit der kleinen Kavit{\"a}t der CCP W191G Mutante war die vollst{\"a}ndige Charakterisierung und eine korrekte (retrospektive) Vorhersage des Wasser-Wechselwirkungsmuster der Ligand-Komplexe nicht trivial. Zusammenfassend kann man festhalten, dass insgesamt eine gute {\"U}bereinstimmung zwischen den durch Computersimulationen erhaltenen Ergebnissen und den kristallographischen Daten erzielt wurde. Unerwartete Befunde, die auf den ersten Blick mit den kristallographischen Beobachtungen nicht {\"u}bereinstimmen, k{\"o}nnen ebenso durch Limitationen in den Kristallstrukturen bedingt sein. Dar{\"u}ber hinaus gaben die Ergebnisse auch eine Hilfestellung, welches Verfahren zur Beantwortung einer Fragestellung im Rahmen von Wassermolek{\"u}len im Wirkstoffdesign geeignet sind. Schließlich wurden ebenso die Begrenzungen der jeweiligen Methoden aufgezeigt.},
  subject      = {Cytochromperoxidase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Markl2011,
  author    = {Markl, Christian},
  title     = {Neue mono- und dimere Melatonin-Analoga als subtypselektive Liganden der Melatoninrezeptoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54618},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese von Liganden der Melatonin-Rezeptoren (MR). Die zwei humanen MR-Subtypen, MT1 und MT2, geh{\"o}ren zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Als „Schlafhormon" wirkt es schlafinduzierend und vermittelt den circadianen Rhythmus. Zum genauen Verst{\"a}ndnis der physiologischen Funktionen der MT1- und MT2-Rezeptoren ist die Verf{\"u}gbarkeit von subtypselektiven MR-Liganden unentbehrlich. Zum Design von MT2-selektiven MR-Liganden modifizierte man die Melatonin-Grundstruktur durch formale Substitution in 2-Stellung, z.B. mit dem 2-Methylen-N-methyl-anilin- oder 2-Methylen-1´-indol-Rest. Weiterhin wurden trizyklische Derivate mit 1,2,3,4-Tetrahydro-pyrazino[1,2-a]indol- oder 2,3,4,5-Tetrahydro-1H-[1,4]diazepino[1,2-a]indol-Grundger{\"u}st hergestellt. Das Synthesekonzept f{\"u}r dieses Teilprojekt basierte auf dem Synthesebaustein 3-Cyanomethyl-5-methoxy-1H-indol-2-carbons{\"a}ure. Da bislang nur wenige MT1-selektive MR-Liganden bekannt sind, wurde zur Untersuchung der Voraussetzung f{\"u}r MT1-Selektivit{\"a}t, die 5-Methoxygruppe von Melatonin formal durch Phenylalkyloxy-Reste verschiedener Kettenl{\"a}ngen substituiert. Die Synthese der Derivate erfolgte ausgehend von N-Acetylserotonin. Als Referenzverbindung wurde der bis heute MT1-selektivste MR-Antagonist (Descamps-Francois et al. 2003) hergestellt. Zu dessen Synthese ben{\"o}tigte man Agomelatin als Ausgangsverbindung. Eine neuartige vierstufige Route zu Agomelatin wurde daher entwickelt. Die Testung der Referenzverbindung ergab eine drastische Abweichung vom Literaturwert, da diese als nahezu unselektiv getestet wurde. Unter den O-Phenylalkyl-N-Acetylserotonin-Derivaten wurden zwei Verbindungen mit einer 11-fachen MT1-Selektivit{\"a}t getestet. Zur Absicherung der Reinheit wurden die Verbindungen mit RP-HPLC untersucht. Schließlich wurden noch melatoninerge Dimere mit einem 1-1´, 1-2´ und 5-5´ Verkn{\"u}pfungsmuster hergestellt.},
  subject      = {G-Protein gekoppelte Rezeptoren},
  language  = {de}
}