Mit Click-Chemie auf Wirkstoffsuche

Es lohnt sich, sich einmal kurz die Konzepte der wissenschaftlichen Leistungen anzuschauen, die in diesem Jahr mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurden. Denn was Professorin Bertozzi und die beiden Professoren Meldal und Sharpless erforscht und konzeptionell vorangetrieben haben, hat auch eine pharmazeutische Relevanz. Das lassen allerdings die eingängigen Bezeichnungen der Technologien – Click-Chemie und bioorthogonale Chemie – zunächst nicht erkennen. Daher haben wir den Frankfurter pharmazeutischen Chemiker und Mitglied der PZ-Chefredaktion Professor Manfred Schubert-Zsilavecz gebeten, die Zusammenhänge in der aktuellen Folge des PZ-Podcasts »PZ Nachgefragt« zu erläutern.

Die Idee hinter der Click-Chemie war es, komplexe Moleküle aus kleinen vorgefertigten Funktionseinheiten zusammenzubauen, wie es die Natur bei der Synthese von Nukleinsäuren und Proteinen sowie auch komplexer Zuckerstrukturen macht. Das erlaubt die einfache Herstellung sehr komplexer Substanzbibliotheken, mit deren Hilfe nach neuen niedermolekularen pharmazeutischen Wirkstoffen gesucht werden kann.

Während Meldal und Sharpless dieses Baukastenprinzip klassisch chemisch einsetzten, adaptierte Bertozzi das Click-Prinzip für biologische Fragestellungen, zum Beispiel um Moleküle von Interesse zu markieren und so deren Funktionen besser verstehen zu lernen. Dabei war es ihr wichtig, dass durch das Anklicken der molekularen Marker an Biomoleküle die Funktionen dieser Moleküle nicht verloren gehen. Für dieses Konzept prägte sie den Ausdruck bioorthogonale Chemie. 

Heute sind die Anwendungen der bioorthogonalen Variante der Click-Reaktion äußerst vielfältig und es gibt mehrere Beispiele, wo dieses Prinzip die Basis für die Entwicklung hochwirksamer Biotherapeutika bildet.