@article{WelkerKerstenMuelleretal.2021,
  author    = {Welker, Armin and Kersten, Christian and M{\"u}ller, Christin and Madhugiri, Ramakanth and Zimmer, Collin and M{\"u}ller, Patrick and Zimmermann, Robert and Hammerschmidt, Stefan and Maus, Hannah and Ziebuhr, John and Sotriffer, Christoph and Schirmeister, Tanja},
  title     = {Structure-Activity Relationships of Benzamides and Isoindolines Designed as SARS-CoV Protease Inhibitors Effective against SARS-CoV-2},
  series = {ChemMedChem},
  volume    = {16},
  journal   = {ChemMedChem},
  number    = {2},
  doi       = {10.1002/cmdc.202000548},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-225700},
  pages     = {340 -- 354},
  year      = {2021},
  abstract  = {Inhibition of coronavirus (CoV)-encoded papain-like cysteine proteases (PL\(^{pro}\)) represents an attractive strategy to treat infections by these important human pathogens. Herein we report on structure-activity relationships (SAR) of the noncovalent active-site directed inhibitor (R)-5-amino-2-methyl-N-(1-(naphthalen-1-yl)ethyl) benzamide (2 b), which is known to bind into the S3 and S4 pockets of the SARS-CoV PL\(^{pro}\). Moreover, we report the discovery of isoindolines as a new class of potent PL\(^{pro}\) inhibitors. The studies also provide a deeper understanding of the binding modes of this inhibitor class. Importantly, the inhibitors were also confirmed to inhibit SARS-CoV-2 replication in cell culture suggesting that, due to the high structural similarities of the target proteases, inhibitors identified against SARS-CoV PL\(^{pro}\) are valuable starting points for the development of new pan-coronaviral inhibitors.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sippel2010,
  author    = {Sippel, Martin},
  title     = {Computational Structure-based Design Approaches: Targeting HIV-1 Integrase and the Macrophage Infectivity Potentiator of Legionella pneumophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51247},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit thematisiert das computergest{\"u}tzte strukturbasierte Design auf dem Gebiet der HIV-1-Integrase und des Macrophage Infectivity Potentiator (MIP) von Legionella pneumophila. Die durchgef{\"u}hrten Studien geben wertvolle Aufschl{\"u}sse {\"u}ber den Wirk-mechanismus einer bekannten Integrase-Inhibitorenklasse and zeigt dar{\"u}ber hinaus einen neuartigen Ansatz zur Integrase-Inhibition auf. Im Falle des MIP-Enzyms konnten zwei niedermolekulare Inhibitoren ermittelt werden. Die Integrase-Studien ergaben wertvolle Informationen im Hinblick auf das Design neuer Inhibitoren. Docking-Experimente konnten die Hypothese weiter untermauern, nach der die Klasse der Diketos{\"a}ure-Inhibitoren nicht als freie Liganden, sondern als Metallion-Komplexe an das aktive Zentrum der Integrase binden. Die Ergebnisse dieser Studie helfen dabei, das Verst{\"a}ndnis {\"u}ber den Wirkmechanismus dieser wichtigen Klasse von Integrase-Inhibitoren weiter zu vertiefen. Um der Entwicklung von Integrase-Inhibitoren einen neuen Impuls zu geben, wurde eine neue Strategie zur Inhibition dargelegt: Anstatt an das aktive Zentrum soll eine neue Inhibitor-Klasse an das Dimerisierungs-Interface eines Integrase-Monomers binden, die katalytisch notwendige Dimerisierung verhindern und somit die enzymatische Aktivit{\"a}t st{\"o}ren. Das Hauptproblem hierbei bestand in den fehlenden Strukturdaten des freien Monomers. Hierzu wurden Molekulardynamik-Simulationen durchgef{\"u}hrt, um n{\"a}here strukturelle Informationen zu erhalten. Momentaufnahmen unterschiedlicher Konformationen dienten als Input-Strukturen f{\"u}r eine Docking-Studie mit dem peptidischen Inhibitor YFLLKL, um dessen Bindemodus aufzukl{\"a}ren. Hierbei zeigte sich, dass dieser Ligand an eine Interface-Konformation bindet, die durch eine Y-f{\"o}rmige Bindestelle charakterisiert ist. Im n{\"a}chsten Schritt sollte diese Protein-Konformation mit kleinen, nicht-peptidischen Molek{\"u}len adressiert werden. Die erste Strategie bestand darin, ein Pharmakophor-Modell zu erstellen, das zur Suche nach Molek{\"u}len mit einer guten Komplementarit{\"a}t zur Y-f{\"o}rmigen Bindetasche geeignet ist. Das folgende virtuelle Screening ergab zehn Verbindungen, die eine gute Komplementarit{\"a}t und g{\"u}nstige hydrophobe Wechselwirkungen aufwiesen. Leider zeigte keine der Verbindungen eine reproduzierbare Aktivit{\"a}t im Integrase-Assay. Hierbei verbleiben jedoch gewisse Zweifel, da in dem Assay die Zugabe von BSA vorgeschrieben war, das m{\"o}glicherweise die hydrophoben Inhibitor-Kandidaten gebunden hat. Die erw{\"a}hnte erste Strategie wurde {\"u}berdacht: In einem zweiten Ansatz galt die Hauptaufmerksamkeit der Abs{\"a}ttigung von wasserstoffbr{\"u}ckenbildenden Resten. Diese waren zuvor von den eher hydrophoben Verbindungen nicht optimal abges{\"a}ttigt worden. Zwei Pharmakophor-Modelle wurden erstellt und in einem virtuellen Screening eingesetzt: Docking-Studien der Hits zeigten jedoch, dass nach wie vor viele wasserstoffbr{\"u}ckenbildende Reste des Proteins nicht vom Liganden abges{\"a}ttigt wurden. Nach abschließender eingehender Betrachtung der Bindemoden der verbliebenen Molek{\"u}le aus dem virtuellen Screening konnten nur acht f{\"u}r weitere Testungen ausgew{\"a}hlt werden (Ergebnisse der experimentellen Testung durch Kooperationspartner stehen noch aus). Diese geringe „Ausbeute" an geeigneten Verbindungen f{\"u}r das Integrase-Dimerisierungsinterface zeigt, wie schwer dieses Target zu adressieren ist: Das Interface weist eine schnell wechselnde Abfolge von basischen, sauren und hydrophoben Resten auf. Im Gegensatz zu anderen Protein-Protein-Interfaces zeigt das Integrase-Interface keine „aufger{\"a}umte" Bindetasche mit klar voneinander getrennten hydrophoben und hydrophilen Bereichen. F{\"u}r das zweite Enzym, MIP, konnten mit Hilfe des strukturbasierten Designs zwei niedermolekulare Inhibitoren gefunden werden. Beide Verbindungen f{\"u}hrten zu einer deutlichen Abnahme der katalytischen Aktivit{\"a}t. Soweit bekannt, sind bisher keinerlei niedermolekulare MIP-Inhibitoren ver{\"o}ffentlicht. Der Vergleich von MIP mit der humanen PPIase FKBP12 zeigte eine gr{\"o}ßtenteils {\"a}hnliche Tasche, die jedoch einen entscheidenden Unterschied aufweist, n{\"a}mlich in der Orientierung des Restes Tyr109. Die detaillierte Betrachtung der Strukturdaten beider Enzyme konnte schließlich eine Erkl{\"a}rung liefern, warum ein ketoacyl-substituiertes Pipecolinderivat nicht an MIP bindet, ein sulfonsubstituiertes Pipecolinderivat hingegen das Enzym inhibiert. Die Erkenntnisse {\"u}ber das Inhibitoren-Design f{\"u}r Legionella-MIP k{\"o}nnen auch auf andere Organismen (z.B. Trypanosomen) {\"u}bertragen werden, bei denen ebenfalls (homologes) MIP ein Pathogenit{\"a}tsfaktor ist.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {en}
}
@article{KruseTonySebald1992,
  author    = {Kruse, N. and Tony, H. P. and Sebald, Walter},
  title     = {Conversion of human interleukin-4 into a high affinity antagonist by a single amino acid replacement},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-62469},
  year      = {1992},
  abstract  = {lnterleukin-4 (IL-4) represents a prototypic lymphokine (for a recent review see Paul, 1991). It promotes differentiation of B-cells and the proliferation of T- and B-cell, and other cell types of the lymphoid system. An antagonist of human IL-4 was discovered during the studies presented here after Tyr124 of the recombinant proteinbad been substituted by an aspartic acid residue. This IL-4 variant, Y124D, bound with high affinity to the IL-4 receptor (K\(_D\) = 310 pM), but retained no detectable proliferative activity for T -<:ells and inhibited IL-4-dependent T -cell proliferation competitively (K\(_i\) = 620 pM). The loss of efficacy in variant Y124D was estimated to be > 100-fold on the basis of a weak partial agonist activity for the very sensitive induction of CD23 positive B-cells. The subsitution of Tyr124 by either phenylalanine, histidine, asparagine, Iysine or glycine resulted in partial agonist variants with unaltered receptor binding atTmity and relatively small deficiencies in efficacy. These results demoostrate that high affinity binding and signal generation can be uncoupled efticiently in a Iigand of a receptor betonging to the recently identified hematopoietin receptor family. In addition we show for the first time, that a powerful antagonist acting on the IL-4 receptor system can be derived from the IL-4 protein.},
  subject      = {Biochemie},
  language  = {en}
}
@article{BencurovaGuptaSarukhanyanetal.2018,
  author    = {Bencurova, Elena and Gupta, Shishir K. and Sarukhanyan, Edita and Dandekar, Thomas},
  title     = {Identification of antifungal targets based on computer modeling},
  series = {Journal of Fungi},
  volume    = {4},
  journal   = {Journal of Fungi},
  number    = {3},
  issn      = {2309-608X},
  doi       = {10.3390/jof4030081},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-197670},
  pages     = {81},
  year      = {2018},
  abstract  = {Aspergillus fumigatus is a saprophytic, cosmopolitan fungus that attacks patients with a weak immune system. A rational solution against fungal infection aims to manipulate fungal metabolism or to block enzymes essential for Aspergillus survival. Here we discuss and compare different bioinformatics approaches to analyze possible targeting strategies on fungal-unique pathways. For instance, phylogenetic analysis reveals fungal targets, while domain analysis allows us to spot minor differences in protein composition between the host and fungi. Moreover, protein networks between host and fungi can be systematically compared by looking at orthologs and exploiting information from host-pathogen interaction databases. Further data—such as knowledge of a three-dimensional structure, gene expression data, or information from calculated metabolic fluxes—refine the search and rapidly put a focus on the best targets for antimycotics. We analyzed several of the best targets for application to structure-based drug design. Finally, we discuss general advantages and limitations in identification of unique fungal pathways and protein targets when applying bioinformatics tools.},
  language  = {en}
}
@article{BarthelsMarincolaMarciniaketal.2020,
  author    = {Barthels, Fabian and Marincola, Gabriella and Marciniak, Tessa and Konh{\"a}user, Matthias and Hammerschmidt, Stefan and Bierlmeier, Jan and Distler, Ute and Wich, Peter R. and Tenzer, Stefan and Schwarzer, Dirk and Ziebuhr, Wilma and Schirmeister, Tanja},
  title     = {Asymmetric Disulfanylbenzamides as Irreversible and Selective Inhibitors of Staphylococcus aureus Sortase A},
  series = {ChemMedChem},
  volume    = {15},
  journal   = {ChemMedChem},
  number    = {10},
  doi       = {10.1002/cmdc.201900687},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-214581},
  pages     = {839 -- 850},
  year      = {2020},
  abstract  = {Staphylococcus aureus is one of the most frequent causes of nosocomial and community-acquired infections, with drug-resistant strains being responsible for tens of thousands of deaths per year. S. aureus sortase A inhibitors are designed to interfere with virulence determinants. We have identified disulfanylbenzamides as a new class of potent inhibitors against sortase A that act by covalent modification of the active-site cysteine. A broad series of derivatives were synthesized to derive structure-activity relationships (SAR). In vitro and in silico methods allowed the experimentally observed binding affinities and selectivities to be rationalized. The most active compounds were found to have single-digit micromolar Ki values and caused up to a 66 \% reduction of S. aureus fibrinogen attachment at an effective inhibitor concentration of 10 μM. This new molecule class exhibited minimal cytotoxicity, low bacterial growth inhibition and impaired sortase-mediated adherence of S. aureus cells.},
  language  = {en}
}
@article{BajdaWieckowskaHebdaetal.2013,
  author    = {Bajda, Marek and Wieckowska, Anna and Hebda, Michalina and Guzior, Natalia and Sotriffer, Christoph A. and Malawska, Barbara},
  title     = {Structure-Based Search for New Inhibitors of Cholinesterases},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {14},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {3},
  doi       = {10.3390/ijms14035608},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129423},
  pages     = {5608-5632},
  year      = {2013},
  abstract  = {Cholinesterases are important biological targets responsible for regulation of cholinergic transmission, and their inhibitors are used for the treatment of Alzheimer's disease. To design new cholinesterase inhibitors, of different structure-based design strategies was followed, including the modification of compounds from a previously developed library and a fragment-based design approach. This led to the selection of heterodimeric structures as potential inhibitors. Synthesis and biological evaluation of selected candidates confirmed that the designed compounds were acetylcholinesterase inhibitors with \(IC_{50}\) values in the mid-nanomolar to low micromolar range, and some of them were also butyrylcholinesterase inhibitors.},
  language  = {en}
}