Gerhard Klebe – Författare

In the first few years of the 21st century, the human genome will be fully sequenced. This should provide us with the sequence and overall function of all human genes as well as the complete genome for many micro-organisms. Subsequently, it is hoped, by means of powerful bioinformatic tools, we should be able to determine the gene variants that contribute to various multifactorial diseases and genes that exist in certain infectious agents but not humans. As a consequence, this will allow us to define the most appropriate levels for drug intervention. It can be expected that the number of potential drug targets will increase, possibly by a factor of 10 or more. Nevertheless, sequencing the human genome or, for that matter, the genome of other species will only be the starting point for the understanding of their biological function. Structural genomics is a likely follow-up, combined with new techniques to validate the therapeutic relevance of such newly discovered targets. Accordingly, it can be expected that we will witness a substantial increase in novel putative targets for drugs. To address these new targets effectively, we require new approaches and innovative tools.At present, two alternative, yet complementary, techniques are employed: experimental high-throughput screening (HTS) of large compound libraries, increasingly provided by combinatorial chemistry, and computational methods for virtual screening and de novo design. As kind of status report on the maturity of virtual screening as a technique in drug design, the first workshop on new approaches in drug design and discovery was held in March 1999, at Schlos Rauischholzhausen, near Marburg in Germany. More than 80 scientists gathered and discussed their experience with the different techniques. The speakers were invited to summarize their contributions together with their impressions on the present applicability of their approach. Several of the speakers followed this request which is summarized in this publication.

Unique work on structure-based drug design, covering multiple aspects of drug discovery and development.

Die vorliegende 3. Auflage bringt das Thema Wirkstoffdesign wieder auf den aktuellen Stand der Forschung. Der Leser lernt neue Methoden in der Gentechnologie und die erweiterte Palette strukturbiologischer Verfahren kennen. Gerade die letzten 10 Jahre wurden durch Einsatz dieser Methoden viele komplexe Zielstrukturen wie die G-Protein gekoppelten Rezeptoren oder Ionenkanälen aufgeklärt. Der Leser erfährt wie diese lange ersehnten Komplexstrukturen mit klassischen Arzneistoffen aussehen und wie die therapeutische Wirkung erzielt wird. Im Wirkstoffdesign ist die räumliche Struktur der interagierenden Moleküle von zentraler Bedeutung. Hier liegt der Schlüssel, warum ein bestimmter Wirkstoff in seiner Gestalt praktisch durch die Geometrie und den Wirkmechanismus des Zielproteins festgelegt wird. Daher wurden die Farbabbildungen in der 3. Auflage neu gestaltet und mit Videos verknüpft, die direkt über QR-Codes neben den Abbildungen mit üblichen Handys oder Tablets ohne weitere Appaufgerufen werden. Die bewegten Moleküldarstellungen geben dem Leser einen leichten Zugang zum räumlichen Verständnis der molekularen Strukturen und Interaktionen.Dieses Lehrbuch wurde ursprünglich von Hans-Joachim Böhm, Gerhard Klebe und Hugo Kubinyi begründet und richtet sich an Studierende der Pharmazie, Chemie und der Biowissenschaften, aber auch an Quereinsteiger und Medizinische Chemiker in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Pharmazeutischen Industrie. Es wurde mit dem Literaturpreis des Fonds der Chemischen Industrie ausgezeichnet. Konzeptionell hebt es sich sehr stark von klassischen Lehrbüchern der pharmazeutischen Chemie ab und rückt den Weg zum neuen Arzneistoff in den Mittelpunkt. Die Auswahl der Fallbeispiele erfolgte nach didaktischen Gesichtspunkten und versucht einen weiten Überblick über Methoden und Strategien zu geben ohne den Blick zurück auf die Anfänge dieses Arbeitsgebiet zu vergessen. So spannt sich der Bogen von der Geschichte der Arzneimittelforschung, den Wirkmechanismen der Arzneistoffe und den Methoden zur Leitstruktursuche und -optimierung über Strukturbestimmungsverfahren, Modelling, Moleküldynamik und QSAR-Methoden bis zum struktur- und computergestützten Design.In der 3. Auflage kommen neue Methoden und Konzepte wie die Epigenetik, der PROTAC-Ansatz, die CRISPR-Cas9-Genschere, Strukturvorhersagen aus der Sequenz, der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und neue Screening-Technologien aus der Biophysik zur Sprache. Erfolge beim Stören bzw. Verstärken von Protein-Protein-Wechselwirkungen als Konzept der Arzneistofftherapie werden vorgestellt und Überlegungen zur Optimierung von Arzneistoffen unter Berücksichtigung ihrer thermodynamischen wie kinetischen Bindungsprofile werden diskutiert.Videos per App: einfach die SN More Media App kostenfrei herunterladen, einen Link mit dem Play-Button scannen und sofort das video auf Smartphone oder Tablet ausspiele.

This English-language textbook, based on the successful German edition 'Wirkstoffdesign', brings the subject of drug design back to the cutting edge of research. The reader learns about new methods in genetic engineering and the expanded range of structural biological methods. Especially in the last 10 years, many complex target structures such as G-protein coupled receptors or ion channels have been elucidated by using these methods. The reader learns how these long-sought complex structures with classical drugs look like and how the therapeutic effect is achieved.This textbook is aimed at students of pharmacy, chemistry and the life sciences, but also at career changers and medicinal chemists in research and development departments of the pharmaceutical industry. Conceptually, it is very different from classical textbooks on pharmaceutical chemistry. It focuses on the path to a new drug substance. The selection of case studies is based on didactic aspects and attempts to give a broad overview of methods and strategies without forgetting to look back at the beginnings of this field of work. Thus, the arc spans from the history of drug research, the mechanisms of action of drugs and the methods for lead structure search and optimisation to structure determination methods, modelling, molecular dynamics and QSAR methods to structure- and computer-aided design.This textbook also discusses new methods and concepts such as epigenetics, the PROTAC approach, CRISPR-Cas9 gene scissors, structural predictions from sequence, the use of artificial intelligence and new screening technologies from biophysics. It presents successes in disrupting or enhancing protein-protein interactions as a concept for drug therapy and discusses optimising drugs considering their thermodynamic as well as kinetic binding profiles .Videos via app: simply download the SN More Media app free of charge, scan a link with the play button and immediately play the video on your smartphone or tablet.