Computerunterstütztes Wirkstoffdesign (CADD) ist ein Eckpfeiler der modernen Arzneistoffentwicklung. Dabei werden Computermethoden eingesetzt um die Arzneistofffindung und Optimierung effizienter zu gestalten. Wegen ihrer großen Bedeutung sind diese Methoden auch integraler Bestandteil der Forschung in mehreren Gruppen des Instituts für Pharmazie und Biochemie. Im Gegensatz dazu ist dieses Thema im Curriculum des Pharmaziestudiums kaum und wenn, dann nur rudimentär in Vorlesungen vertreten. Die Möglichkeiten und Grenzen der Computermethoden sowie die kritische Bewertung der erhaltenen Ergebnisse können aber nur durch Demonstrationen und praktische Übungen wirklich erlernt werden. Verbunden mit einem theoretischem Unterbau in der Lehre ist es dann aber möglich, in relativ kurzer Zeit ausgewählte Methoden so gut zu beherrschen, dass sie auf aktuelle Fragestellungen in der Forschung selbständig angewandt werden können. Von daher eignet sich diese Thematik ideal, um Studierenden der Pharmazie und verwandter Fächer sowohl einen theoretischen als auch praktischen Einblick in aktuelle Forschungsmethoden zu geben.
Das Gutenberg Lehrkolleg hat nun einen Antrag über fast 60.000 Euro von Jun.-Prof. Ruth Brenk bewilligt, um anhand des Beispiels von CADD forschungsorientierte Lehre im Hauptstudium der Pharmazie umzusetzen. Das Kernstück wird dabei ein Wahlpflichtpraktikum sein, in dem ausgewählte Computermethoden zunächst erlernt, anschließend auf Problemstellungen aus den verschiedenen Arbeitskreisen angewandt sowie abschließend die Ergebnisse präsentiert werden. Als Voraussetzung dazu werden in verschiedenen vorangehenden Vorlesungen und Praktika theoretische und praktische Grundlagen geschaffen werden.
Konkret werden folgende neuen Inhalte eingeführt werden:
• Biochemie
– Vorlesung: Anschauliche Darstellung der Struktur von Proteinen unter Einsatz eines 3D-Projektors (ab WS 2014/15)
– Praktikum: Neue Computer-Übungen, um dieses Verständnis zu vertiefen (ab SS 2014).
• Vorlesung „Pharmazeutische-Medizinische Chemie III Grundlagen des Wirkstoffdesigns“ (5. Semester):
– Einsatz des 3D-Projektors, um die räumliche Struktur von Arzneistofftargets sowie die Bindungsmoden von Substraten und Arzneistoffen mit diesen Targets zu verdeutlichen und ein Verständnis für elementare Prinzipien der molekularen Erkennung zu vermitteln (ab WS 2014/15).
• Vorlesung „Pharmazeutische und Medizinische Chemie IV-VII (5. – 8. Semester) und „Spezielle Aspekte des Wirkstoffdesign, Teil 1 “ (7. oder 8. Semester)
– Am Beispiel ausgewählter Arzneistoffe werden Forschungsansätze unter besonderer Berücksichtigung der strukturbasierten Methoden, die bei deren Entwicklung zum Einsatz kamen, aufgezeigt werden. Die dafür eingesetzten Computermethoden werden dabei in ihren Grundlagen erklärt werden (ab WS 2014/15).
• Seminar (8. Semester):
– Erarbeitung weiterer Strategien der Wirkstoffforschung unter besonderer Berücksichtigung von CADD. Einsatz von 3D-Projektor möglich (ab WS 2014/15) .
• Pharm.-Med. Praktikum (8. Semester):
– Kleinere praktische CADD-Übungen
• Vorlesung „Prinzipien und spezielle Aspekte des Wirkstoffdesigns, Teil 2“,
– Vertiefte Darstellung der CADD-Methoden (ab SS 2014)
• Wahlpflichtpraktikum zu CADD (ab SS 2014)
– Erlangen praktischer Kenntnisse über verschiedene Methoden
– Anwendung auf aktuelle Forschungsprobleme der Arbeitskreise im Institut der Pharmazie und auch darüber hinaus