SDR- und AKR- Enzyme in der Arzneimittelentwicklung und Suche nach der Funktion neuer SDR-Enzyme.

Hydroxysteroiddehydrogenasen (HSDs) spielen eine bedeutende Rolle in Regulierung der Biosynthese von Steroidhormonen und gehoren zur zwei grosen Familien der Enzymen: short chain dehydogenases (SDR) und der aldo-keto reductases (AKR). Die Fehlregulierung einiger HSD-Aktivitaten fuhrt zu verschiedenen schweren Storungen wie Alzheimer Syndrom oder hormonabhangigem Krebs. Deshalb stellen die HSDs schon seit vielen Jahren interessante Ziele fur die der pharmazeutische Industrie fur die Entwicklung neuer spezifischer Inhibitoren dar. Zwei der 17beta-Hydroxysteroid dehydrogenasen, die 17beta-Hydroxysteroiddehydrogenase Typ 3 (zur Familie der short chain dehydogenases (SDRs) gehorend) und die 17beta-Hydroxysteroid Dehydrogenase Typ 5 (eine Aldo-Keto Reduktase (AKR)), katalysieren die Testosteron Biosynthese und ihre Uberaktivitat wird assoziiert mit einigen Krankheiten wie Prostatakrebs. Die Fortschritte in der Bioinformatik und Computer-basierten Methoden fur Molekulare Modellierung ermoglichen Hochdurchsatz-Screening Methoden und erleichtern erheblich die systematische Entwicklung neuer enzym-spezifischer Liganden mit den gewunschten Eigenschaften, die spater als Medikamente dienen konnten. Kooperierende Forscher der pharmazeutische Firma BioNetWorks und eines Forschungsteams der Universitat Innsbruck entwickelten zwei Ligand- und Struktur -basiert Pharmakophormodelle und wendeten diese an, um neue mogliche Inhibitoren gegen die Aktivitaten der 17beta-Hydroxysteroiddehydrogenasen Typ 3 und 5 zu identifizieren. In der vorliegenden Arbeit wurden dann 35 verschiedene, durch das in silico Screening ausgewahlte Chemikalien zur biologischen Prufung und Bewertung untersucht. Aus dieser Gruppe wurden einige zukunftstrachtige Substanzen als 17beta-HSD3 oder 5 Inhibitoren fur weitere mehr detailliert biologische Prufungen identifiziert. Einer der Inhibitor-Kandidaten gegen die reduktive Aktivitat der 17beta-HSD5 zeigte sogar eine Hemmwirkung im nanomolaren Bereich und wurde daher detailierter untersucht. Ein Ki von 180 nM und IC50 Werte in Bereich zwischen 140nM und 290nM, abhangig von der Sorte der enzymatischen Assay, wurden ermittelt. Daruber hinaus wurden 3 in der Forschungsliteratur kaum annotierte humane SDR-Enzyme, die einige Ahnlichkeiten zu gut bekannten Hydroxysteroiddehydrogenasen zeigen, in dieser Doktorarbeit detaillierter charakterisiert: Hydroxysteroiddehydrogenase Typ 8 (HSD17B8), SDR-O (SDR-Orphan) und die Hydroxysteroiddehydrogenase like 2 (HSDL2). Um die Bedeutung fur die mogliche Funktionen der Enzyme im Menschen zu erfassen wurden Experimente wie z.B. subzellulare Lokalisierung durchgefuhrt, sowie enzymatische Tests zur Uberprufung der Aktivitat mit Steroiden und Retinoiden. Wahrend das bevorzugte Vorkommen fur zwei der Enzyme