Ein chemisches Universum

Freitag, 26. Juni 2009, 17:51 • Rubrik Chemie, Mathematik, Medizin.

Gingen neue Arzneimittel früher meist auf Kräuterwissen und Hausmittel zurück, werden heute große Substanz-Bibliotheken systematisch nach Wirkstoffkandidaten durchsucht. Dieser Industrie dürfte der “Rohstoff” nicht so schnell ausgehen, belegt eine Arbeit Berner Chemiker. Allein unter den organischen Molekülen mit bis zu 13 Atomen gibt es demnach fast eine Milliarde potenziell brauchbare Verbindungen.

Foto: Jan Felber /Fotolia

Praktisch alle dieser Moleküle erfüllen eine Reihe von Faustregeln für typische Arzneiwirkstoffe, berichten Lorenz Blum und Jean-Louis Reymond von der Universität Bern im “Journal of the American Chemical Society”. Die von ihnen erstellte, frei zugängliche Datenbank könne daher “eine reichhaltige Quelle der Inspiration” für die Entwicklung und Synthese neuer bioaktiver Verbindungen darstellen.

Für die Konstruktion der bislang größten Datenbank ihrer Art gingen die Forscher von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen aus, die sie im Computer nach den bekannten Bindungsmustern verknüpften. Die resultierenden Moleküle überprüften sie dann rechnerisch auf ihre chemische Stabilität. Schließlich erweiterten sie ihren Grundstock an Kohlenwasserstoffen durch den Einbau von Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel und Chlor sowie von Mehrfachbindungen.

In mehr als 40.000 Stunden Prozessorzeit kamen so über 977 Millionen Datenbankeinträge zusammen. Die Liste sei jedoch längst nicht vollständig, betonen Blum und Reymond. Beispielsweise enthalte sie nur etwa zwei Drittel der rund 620.000 bereits synthetisierten Verbindungen mit bis zu 13 Atomen. Der Grund liege teils in Vereinfachungen zur Reduzierung des Rechenaufwands, teils im Ausklammern von Elementen wie Phosphor, Metallen und den übrigen Halogenen.

Forschung: Lorenz C. Blum und Jean-Louis Reymond, Departement für Chemie und Biochemie, Universität Bern

Veröffentlichung Journal of the American Chemical Society, Vol. 131(25), pp 8732-3, DOI 10.1021/ja902302h

WWW:
Arbeitsgruppe Reymond, Uni Bern
- GDB-13
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