@phdthesis{Kapkova2005,
  author    = {Kapkov{\´a}, Petra},
  title     = {Biologische Untersuchungen zu Inhibitoren der Acetylcholinesterase und Erzeugung von neuen Leitstrukturen mittels "Random Chemistry"},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11931},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Inhibitoren der Acetylcholinesterase (AChE) untersucht, die als potentielle Substanzen zur Behandlung von Morbus Alzheimer eingesetzt werden k{\"o}nnen. Die Hemmwirkung der einzelnen Substanzen wurde mittels Ellman-Test {\"u}berpr{\"u}ft. Gemeinsames Strukturmerkmal der Substanzklasse, von der im ersten Teil der Arbeit ausgegangen wurde, war das Grundger{\"u}st des AChE-Reaktivators TMB4 [1,1´-Trimethylen-bis(4-Formyl-Pyridiniumbromid)-Dioxim]. Anhand der biologischen Daten konnte beobachtet werden, dass die Art der Substitution die inhibitorische Aktivit{\"a}t der Verbindungen wesentlich beeinflusst. Am wirksamsten von allen Bispyridinium-Derivaten zeigte sich das 2,6-chlorierte Derivat DUO3 (IC50 = 0.34 \&\#956;M), gefolgt von monobenzyl-substituiertem UNO3, bismethylsubstituiertem TBM und unsubstituiertem TMB4. Weiterhin wurde der Bindungsmodus der DUO-Substanzen im aktiven Zentrum der AChE untersucht. Die Docking-Studien an Substanzen der DUO-Klasse zeigten ein einheitliches Bindungsmodel, welches folgende Wechselwirkungen be-inhaltet: \&\#960;-\&\#960;-„stacking" zwischen dem Benzylring einer DUO-Substanz und dem Trp84 am Grunde der Bindetasche des Enzyms, face-to-face Wechselwirkung (\&\#960;-\&\#960; und Kation-\&\#960;) zwischen dem Pyridiniumring und Trp334 oder Phe331 der aromatischen Furche. Bei 60\% der gedockten Strukturen wurde eine face-to-face-Wechselwirkung an der anionischen peripheren Seite (PAS) der AChE-Tasche festgestellt. Weiterhin wurden neue optimierte Inhibitoren entwickelt. Die Bispyridinium-Struktur der DUO-Derivate wurde um den aus der Furche herausragenden Benzylring gek{\"u}rzt. Als Leitstrukturen dienten die AChE-aktivsten Substanzen DUO3 (2,6-Cl-Derivat) und DUO12 (2-Cl-Derivat) sowie ein bisphthalimidomethyl-substituiertes TMB4-Derivat (WDUO). Die aktivste Verbindung der Pyridinium-Klasse war die Phthalimid-Phenyl-substituierte Substanz 3c (IC50 = 0.073 \&\#956;M). Ihre inhibitorische Aktivit{\"a}t gegen{\"u}ber AChE befand sich im Bereich der des Tacrins (IC50 = 0.044 \&\#956;M). Sie zeigte eine sehr gute AChE-Selektivit{\"a}t; die BChE hemmte sie um den Faktor 34 schw{\"a}cher. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde nicht nur das rationale Design angewandt, um zu viel versprechenden Kandidaten bez{\"u}glich klinischen Einsatzes zu gelangen. Auch das Verfahren der „Random Chemistry" kam zum Einsatz, um neue und interessante Strukturen zu erzeugen, die eventuell bessere Eigenschaften als die Ausgangssubstanz besitzen. Der Grundgedanke dieses Verfahrens liegt in der Ausnutzung der durch gamma-Strahlen (60Co-Quelle) induzierten Radiolyse des L{\"o}sungsmittels, welches seine prim{\"a}ren Produkte zur chemischen Reaktion mit dem in ihm gel{\"o}sten Stoff zur Verf{\"u}gung stellt. Aus den entstandenen Produkten wurden durch spezifische biologische Testung (Inhibition der AChE) positiv reagierende Komponenten herausselektiert. Die Proben wurden zuerst im Ganzen auf ihre F{\"a}higkeit, die AChE zu hemmen, gepr{\"u}ft. Nach der bioaktivit{\"a}tsgeleiteten Fraktionierung und Subfraktionierung mittels HPLC erwies sich die Tacrin/MeOH-Probe als die, mit dem interessantesten Aktivit{\"a}tsprofil. Die Charakterisierung der entstandenen Verbindungen bez{\"u}glich ihrer Vielf{\"a}ltigkeit erfolgte mittels ESI-Massenspektrometrie und UV-Spektroskopie. Die Substanz mit h{\"o}chster Hemmwirkung gegen{\"u}ber AChE (Peak E der Tacrin/MeOH-Probe) wurde nach der Isolierung der Reinheitspr{\"u}fung und Strukturaufkl{\"a}rung mittels NMR-, FTIR- und (Tandem)-ESI-Massenspektrometrie zugef{\"u}hrt und auf ihre biologische Wirkung hin untersucht.},
  subject      = {Acetylcholinesterase},
  language  = {de}
}