Matthias Leyh

• Die akute Form der afrikanischen Schlafkrankheit wird durch den Parasiten Trypanosoma brucei rhodesiense verursacht und führt unbehandelt zum exitus letalis. Da derzeit nur wenige, zum Teil hoch toxische Substanzen mit zunehmender Resistenzlage klinische Anwendung finden, ist die Entwicklung neuer Medikamente dringend erforderlich. Rhodesain ist eine essenzielle Cysteinprotease des Erregers und wird als potentielles Zielmolekül für die intelligente Wirkstoffentwicklung gehandelt. Inhibitoren, welche dieses Molekül im niedrigen mikromolarenDie akute Form der afrikanischen Schlafkrankheit wird durch den Parasiten Trypanosoma brucei rhodesiense verursacht und führt unbehandelt zum exitus letalis. Da derzeit nur wenige, zum Teil hoch toxische Substanzen mit zunehmender Resistenzlage klinische Anwendung finden, ist die Entwicklung neuer Medikamente dringend erforderlich. Rhodesain ist eine essenzielle Cysteinprotease des Erregers und wird als potentielles Zielmolekül für die intelligente Wirkstoffentwicklung gehandelt. Inhibitoren, welche dieses Molekül im niedrigen mikromolaren Bereich inhibieren, konnten bereits vom Institut für Pharmazie der hiesigen Universität synthetisiert werden. Um die Inhibitoren hinsichtlich ihrer Selektivität, Affinität und Toxizität zu optimieren, ist deren röntgenstrukturbiologische Analyse im Komplex mit dem Zielmolekül Rhodesain notwendig. Rhodesain wurde in den Hefezellen Pichia pastoris, welche mit dem Vektor pPICZalphaB_RhodesainDeltaCmut transfiziert wurden, exprimiert und mittels Hydrophober-Wechselwirkungs- sowie Größenausschlußschromatographie gereinigt. Nadelförmige Kristalle konnten mit einer Reservoirlösung aus 1.6 M Ammoniumsulfat, 10% 1,4-Dioxan und 0.1 M MES pH6.9 sowie bei einer Temperatur von 20°C erhalten werden. Die Kristalle wurden mit dem Inhibitor UM112C getränkt und an der Europäischen Anlage für Synchrotronstrahlung ESRF (Grenoble) vermessen. Das Diffraktionsbild bei einer Wellenlänge von 0.97625 Å ergab ein für Proteine typisches Beugungsmuster mit einer Streuung bis 3.04 Å. Zur weiteren Analyse und Optimierung der Kristalle wurde das Projekt von Dipl.-Biol. Uwe Dietz im Rahmen seiner Dissertation und des Sonderforschungsbereichs SFB-630 übernommen.…
• The acute form of African Sleeping Sickness is caused by the parasite Trypanosoma brucei rhodesiense and leads to death if untreated. Since currently only few, in part highly toxic substances with an increasing rate of resistance are available, the development of new drugs is urgently needed. Rhodesain is the major cysteine protease of Trypanosoma brucei rhodesiense and therefore a potential target molecule for structure based drug design. Inhibitors that inhibit rhodesain in the micromolar range were already synthesized in the Insitute ofThe acute form of African Sleeping Sickness is caused by the parasite Trypanosoma brucei rhodesiense and leads to death if untreated. Since currently only few, in part highly toxic substances with an increasing rate of resistance are available, the development of new drugs is urgently needed. Rhodesain is the major cysteine protease of Trypanosoma brucei rhodesiense and therefore a potential target molecule for structure based drug design. Inhibitors that inhibit rhodesain in the micromolar range were already synthesized in the Insitute of Pharmacy at the University of Wuerzburg. Structural analysis of the rhodesain-inhibitor-complex will provide the basis for the development of an optimized inhibitor regarding affinity, selectivity and toxicity. Rhodesain was expressed in the yeast strain Pichia pastoris that was transfected with the vector pPICZalphaB_RhodesainDeltaCmut and purified using hydrophobic interaction and size exclusion chromatography. Spicular crystals were obtained in the presence of a reservoir solution containing 1.6 M ammonium sulfate, 10% Dioxane and 0.1 M MES pH 6.9 and at 20°C. Crystals were soaked with the inhibitor UM112C and analysed at the European Synchrotron Radiation Facility (Grenoble, France). The diffraction pattern at a wave length of 0.97625 Å shows a characteristic diffraction pattern of a macromolecule and the crystals diffracted to a resolution of 3.04 Å.…