Naturstoffe aus Medizinalpflanzen, Antitumorwirkstoffe und Molekulare Werkzeuge

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1 NORBERT SEWALD FAKULTÄT FÜR CHEMIE // FACULTY OF CHEMISTRY Naturstoffe aus Medizinalpflanzen, Antitumorwirkstoffe und Molekulare Werkzeuge Forschungsprojekte von Marie-Curie-Postdoktoranden der EU in der Arbeitsgruppe Organische und Bioorganische Chemie Natural Products from Medicinal Plants, Anti-Tumour Drugs and Molecular Tools Marie Curie Postdoctoral Research Projects in the Organic and Bioorganic Chemistry Research Group FORSCHUNG BI.RESEARCH // // UNIVERSITÄT NATURAL PRODUCTS BIELEFELD FROM // CARDIO MEDICINAL WORK PLANTS BENCH... 41

2 BI.RESEARCH // NATURSTOFFE AUS MEDIZINALPFLANZEN Die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe für Organische und Bioorganische Chemie der Universität Bielefeld, geleitet von Prof. Dr. Norbert Sewald, haben in den vergangenen Jahren eine erhebliche Anziehungskraft auf ausländische Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler ausgeübt. Ende 2006 werden dort gleichzeitig drei von der EU im Rahmen des Marie-Curie-Programms geförderte Postdoktorandinnen und Postdoktoranden tätig sein. Das Marie-Curie-Programm der EU ist ein seit fast 20 Jahren bewährtes Instrument der europäischen Forschungsförderung, das dazu dient, die Internationalisierung innerhalb Europas voranzutreiben. Bewerben um ein Marie-Curie-Fellowship können sich promovierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit exzellenten Studien- und Forschungsleistungen, die nach ihrer Promotion zu Forschungsaktivitäten in eine renommierte Hochschul-Arbeitsgruppe in einem anderen EU-Mitgliedsstaat wechseln. Dieses heute unter dem Kürzel EIF (Intra-European Fellowships) firmierende Förderinstrument der EU ist wohl das älteste und prominenteste. Neuerdings besteht auch die Möglichkeit, zu Forschungsaufenthalten in Länder außerhalb der EU zu wechseln und dabei durch die Europäische Kommission gefördert zu werden (OIF Outgoing International Fellowships), oder dass Promovierte aus Drittländern zu Forschungsaufenthalten in Mitgliedsländer der EU kommen (IIF Incoming International Fellowships). Norbert Sewald war in den Jahren 1991 und 1992 selbst ein EU- Postdoktorand an der Universität Oxford in der Gruppe von Professor Sir Jack Baldwin im Bereich der Chemischen Biologie. Die Erfahrung The research activities of the Organic and Bioorganic Chemistry group at Bielefeld University headed by Prof. Dr. Norbert Sewald have exerted a considerable attraction to foreign young scientists over the few past years. At the end of 2006 three post-doctoral fellows funded by the EU within the framework of the Marie Curie Programme will be working in the Sewald group concurrently. The Marie Curie Programme of the EU has been an established instrument of European research funding for almost 20 years which aims at fostering the internationalisation within Europe. Young scientists with excellent track records and scientific achievements who change to a renowned academic research group to pursue scientific activities in a different EU state after their PhD can apply for it. Within the Marie Curie scheme the so called EIF (Intra-European Fellowships) is indeed the oldest and most prominent one. Recently, there has been the possibility to change over to a non-eu state for scientific research stays while still being supported by the EU (OIF Outgoing International Fellowships) or of postdoctoral fellows coming from third countries to an EU member state (IIF Incoming International Fellowships). Norbert Sewald himself was an EU postdoctoral fellow in the years of 1991 to 1992 at the University of Oxford where he was a member of Professor Sir Jack Baldwin s group in the field of Chemical Biology. The experience of working in a strong interdisciplinary and international group was formative: today the Sewald group is composed of international members who originate from Germany, France, Poland, Lithuania, China, Rumania, Cameroon, Hungary, Nepal and Russia.

3 MARIE CURIE INDIVIDUAL FELLOWSHIPS Project Leader at Bielefeld University: Prof. Dr. Norbert Sewald, Faculty of Chemistry Fellows: Dr. Magalie Collet (France), Dr. Bruno Lenta Ndjaoku (Camerun), Dr. Soledad Royo Garcia (Spain) Duration: months der Arbeit in einer stark interdisziplinär und international geführten Gruppe war prägend: heute ist die Arbeitsgruppe Sewald ausgesprochen international besetzt. Die Mitglieder kommen und kamen aus Deutschland, Frankreich, Polen, Litauen, China, Rumänien, Kamerun, Ungarn, Nepal und Russland. Tumor-Targeting, Proteomanalyse und Synthese von Aminosäurebausteinen Als erster Marie-Curie-Fellow kam Dr. Arvydas Stoncius im Jahr 2000 in die Arbeitsgruppe Sewald an die Universität Bielefeld. Er hatte an der Universität Vilnius (Litauen) Chemie studiert und promoviert. An der Universität Bielefeld arbeitete er an dem Forschungsvorhaben Tumor Targeting mit dem Antitumorwirkstoff Cryptophycin. Cytotoxische Wirkstoffe werden mit Substanzen, die bevorzugt an Tumorzellen binden, konjugiert. Während der cytotoxische Wirkstoff alleine nicht zwischen kranken und gesunden Zellen unterscheidet, sollte das Konjugat in der Lage sein, den Wirkstoff spezifisch an Tumorzellen auszuliefern. Im Jahr 2004 begann Dr. Magalie Collet mit Arbeiten zu Design und Synthese neuer molekularer Werkzeuge für die Proteomanalyse. Sie hat in Bordeaux Chemie studiert und in Toulouse promoviert. Proteine, also Eiweißmoleküle, sind die zentralen Effektormoleküle in biologischen Systemen; sie umfassen Gerüstsubstanzen, Rezeptoren, Rezeptorliganden, Enzyme, Transportsysteme, Antikörper usw. Von einer tierischen Zelle werden zu einem beliebigen Zeitpunkt mehr als Tumour-Targeting, Proteome Analysis and Synthesis of Amino Acid Building Blocks Dr. Arvydas Stoncius was the first Marie Curie fellow to join the Sewald research group at Bielefeld University in He had studied chemistry and passed his PhD at Vilnius University (Lithuania). At Bielefeld University he worked on the research project Tumour Targeting with the Anti-Tumour Agent Cryptophycin. Cytotoxic drugs are conjugated to substances which primarily bind to tumour cells. While the cytotoxic agents alone do not show any selectivity between tumour and normal cells the conjugate should be able to deliver the active component specifically to the tumour cells. Dr. Magalie Collet has started working on design and synthesis of new molecular tools for proteome analysis in Dr. Collet studied chemistry in Bordeaux and was awarded her PhD in Toulouse (France). Proteins are the central effector molecules in biological systems; they comprise matrix substances, receptors, receptor ligands, enzymes, transport systems, antibodies, etc. At an arbitrary moment more than 10,000 different proteins are produced by a cell, all encoded by the genome. The work of Dr. Collet aims at designing targeted tailor-made ligands for specific protein families, to synthesise them chemically, and to employ them for solving biochemical problems in the field of proteome analysis. Protein-protein interactions are the subject of Dr. Soledad Royo s research project. She comes from Zaragoza (Spain) where she studied BI.RESEARCH // NATURAL PRODUCTS FROM MEDICINAL PLANTS... 43

4 BI.RESEARCH // NATURSTOFFE AUS MEDIZINALPFLANZEN verschiedene Proteine, die allesamt durch das Genom, also die Erbsubstanz, codiert sind, produziert. Die Arbeiten von Magalie Collet zielen darauf ab, maßgeschneiderte Liganden für bestimmte Proteinfamilien zu entwerfen und chemisch zu synthetisieren, um sie zur Lösung biochemischer Fragestellungen im Bereich der Proteomanalyse einsetzen zu können. Um Protein-Protein-Interaktionen geht es in dem Forschungsprojekt von Dr. Soledad Royo aus Saragossa, Spanien. Sie hat an der Universität Saragossa Chemie studiert und promoviert. Dabei beschäftigte sie sich mit der Synthese neuer interessanter Aminosäurebausteine, die in der Natur nicht vorkommen, die aber entscheidende Bedeutung bei der Synthese von Peptiden als Diagnostika oder Wirkstoffe haben könnten. Die Arbeitsgruppe Sewald beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Synthese und funktionellen Charakterisierung von Peptiden, die die Interaktion bestimmter Zelloberflächenrezeptoren, den Integrinen, mit ihren Zielstrukturen in der extrazellulären Matrix beeinflussen. Die Integrine sind in so wichtige physiologische (oder pathologische) Ereignisse wie z.b. Blutplättchenaggregation (Thrombose), Tumorzelladhäsion (Tumormetastasierung), Knochenauf- und -abbau (Osteoporose) und entzündliche Prozesse involviert. Ziel der Arbeiten von Soledad Royo, die im Oktober 2006 nach Bielefeld gekommen ist, ist die Synthese von Peptiden, die ganz spezifisch bestimmte Zelloberflächenproteine (Integrine) adressieren. Dies könnte beispielsweise ein tragfähiges Konzept bei der Behandlung von Tumorerkrankungen darstellen. chemistry and also obtained her PhD. She worked on the synthesis of new amino acid building blocks which are not found in nature but could gain importance in the synthesis of peptides as diagnostics or drugs. For many years the Sewald group has been occupied with the synthesis and functional characterisation of peptides that influence the interaction of certain cell surface receptors, the so-called integrins, with its target structures in the extracellular matrix. Integrins are involved in important physiological (or pathological) events such as thrombocyte aggregation (thrombosis), tumour cell adhesion (tumour metastasis), bone degradation (osteoporosis), and inflammation. The aim of Dr. Royo s project is the synthesis of peptides that specifically address certain integrins. This could, for example, provide a viable concept for the treatment of tumour diseases. Isolation of Natural Products from Medicinal Plants The research activities of Norbert Sewald s work goup in the field of natural product isolation perfectly match with the research area of Dr. Bruno Lenta Ndjakou from the University of Yaoundé I, Cameroon. Starting in September 2006 he will be occupied in Bielefeld with the isolation of natural products, which, for example, occur in medicinal plants in Cameroon where they are being used therapeutically. Plants, microorganisms or marine organisms offer an enormous supply of novel, yet undiscovered natural products which can be used potentially in therapy. Natural resources have to be protected not only for this reason. Natural medicine is based on long-standing experience. In many cases the therapy success is based on individual

5 Isolierung von Naturstoffen aus Heilpflanzen Die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe Sewald in dem Bereich Isolierung von Naturstoffen ergänzt perfekt das Forschungsgebiet von Dr. Bruno Lenta Ndjakou von der Universität Yaoundé I in Kamerun. Er beschäftigt sich seit September 2006 in Bielefeld mit der Isolierung von Naturstoffen, die beispielsweise in Heilpflanzen seiner Heimat vorkommen und dort therapeutisch verwendet werden. Pflanzen, Mikroorganismen oder Meeresorganismen bieten einen enormen Vorrat an bislang unentdeckten und uncharakterisierten Naturstoffen, die potentiell in der Therapie Einsatz finden können. Nicht zuletzt deshalb müssen die natürlichen Ressourcen geschont und ein Raubbau an der Natur vermieden werden. Die Naturmedizin basiert in vielen Fällen auf über Jahrhunderte oder Jahrtausende gesammelten Erfahrungen. Dem Therapieerfolg liegen in vielen Fällen einzelne Naturstoffe oder Kombinationen, z. B. in Form ganzer Pflanzen oder Pflanzenteile, zugrunde. Ziel der Arbeiten der Arbeitsgruppe Sewald und des Projektes von Dr. Bruno Lenta ist es, aus Pflanzen, die in Kamerun heimisch vorkommen und dort in unterschiedlichen Therapien verwendet werden, neue Naturstoffe zu isolieren, ihre Struktur aufzuklären und mehr über ihre Wirkungsweise zu erfahren. Dieses Forschungsprojekt ist eng verwandt mit dem Forschungsvorhaben von Dr. Krishna Prasad Devkota, eines Nachwuchswissenschaftlers aus Nepal, der seit Juni 2006, finanziert durch die Alexander von Humboldt-Stiftung, in der Arbeitsgruppe Sewald ähnliche Untersuchungen zu Medizinalpflanzen seiner Heimat durchführt. natural products or combinations e.g. in the form of whole plants or parts of plants. Aim of the work of the Sewald group and of Dr. Bruno Lenta s project is to isolate new natural products and characterise their structure and also to learn more about the mode of action of medicinal plants from Cameroon. This research project is closely related to the research project of Dr. Krishna Prasad Devkota who is a guest scientist from Nepal in the Sewald group financed by the Alexander von Humboldt-Stiftung. He is conducting similar investigations with medicinal plants from Nepal and has been working in Bielefeld since June // NORBERT SEWALD Prof. Dr. Norbert Sewald wurde 1961 in München geboren und studierte Chemie an der Technischen Universität München. Nach der Promotion in Organischer Chemie bei Prof. K. Burger (TU München) arbeitete er von 1991 bis 1992 in der Gruppe von Prof. J. E. Baldwin an der University of Oxford begann er die Arbeiten zur Habilitation, die er ab 1994 an der Universität Leipzig fortsetzte und dort 1998 abschloss. Seit 1999 ist er Professor für Organische und Bioorganische Chemie der Universität Bielefeld. Prof. Dr. Norbert Sewald was born in Munich in 1961 and studied chemistry at the Technical University of Munich. After he finished his PhD thesis in Organic Chemistry in the group of Prof. K. Burger (TU Munich), he worked from 1991 to 1992 in the group of Prof. J. E. Baldwin at the Dyson Perrins Laboratory, Oxford University. In 1998 he finished his habilitation at the University of Leipzig. Since 1999 he has been a Professor for Organic and Bioorganic Chemistry at Bielefeld University. BI.RESEARCH // NATURAL PRODUCTS FROM MEDICINAL PLANTS... 45