
2 Wirkstoffdesign
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Lösungsmittel. Je mehr Wassermoleküle aus der hydrophoben Umgebung
freigesetzt wurden, umso größer ist ihr Bindungsbeitrag. Auch hier kann die Zahl der
Wasserstoffbrücken steigen.
2.3 Auffinden und Optimierung einer Leitstruktur
Die Suche nach neuen Wirkstoffen in der modernen Arzneimittelforschung orientiert
sich an so genannten Leitstrukturen. Leitstrukturen sind Moleküle, welche eine
gewisse biologische Aktivität aufweisen, deren Eigenschaften jedoch einer
weitergehenden Optimierung bedürfen, um als Medikament potenziell geeignet zu
sein.
[198]
Einer anfänglichen, schnellen und verlässlichen Identifizierung von Leitstrukturen
kommt eine besondere Bedeutung in der Arzneimittelentwicklung zu. Gegenwärtig
existieren für die Suche nach neuen Leitstrukturen zwei generelle, einander
ergänzende Methoden: Das Screening von großen Substanzbibliotheken, und das
rationale, auf der Basis von vorhandenen Strukturinformationen beruhende Design.
Die Mehrheit fast aller modernen Arzneimittel wurde über so genannte Random-
Screening-Verfahren identifiziert. Es handelt sich dabei um eine Methode, welche
sich an der traditionellen Arzneimittelsuche orientiert, eine große Anzahl von
Substanzen unabhängig von ihrer Struktur auf eine eventuelle Wirkung in einem
Bioassay zu untersuchen.
[199,200]
Durch Miniaturisierung und Automatisierung der
Testverfahren ist man heute in der Lage, im High Throughput Screening (HTS) sehr
viele Verbindungen in kurzer Zeit zu bewerten.
[201]
Durch Verfahren der
kombinatorischen Chemie oder der automatisierten Parallelsynthese, mit deren Hilfe
in kurzer Zeit Bibliotheken mit mehreren zehntausend Substanzen ausgehend von
einigen wenigen Reaktanden hergestellt werden können, wird versucht, die enorme
Kapazität solcher HTS-Methoden auszuschöpfen. Die Trefferraten betragen
allerdings weniger als eine Promille der Anzahl der eingesetzten Substanzen,
[202]
weshalb man nach Verbesserungen dieser Vorgehensweise gesucht hat. In jüngster
Zeit werden daher besonders Nonrandom- oder Targeted-Screening-Ansätze
angewendet, bei denen die Testsubstanzen hinsichtlich maximaler paarweiser
Diversität z.B. in Bezug auf ihre chemischen Eigenschaften
[203]
, zu erwartender
günstiger pharmakokinetischer Eigenschaften
[204]
oder anderen Kriterien
computergestützt selektiert werden.
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