Insekten-Neuropeptide: Konformationsanalyse und Design von Peptidomimetika

• Applicant: Professor Dr. Jürgen Scherkenbeck
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2006 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 34978558

• Final Report Year: 2010

Final Report Abstract

In Insekten werden zahlreiche physiologische Prozesse durch Neuropeptide gesteuert. Diese Insekten-Neuropeptide bzw. ihre Rezeptoren wurden bisher als insektizide Targets nur wenig beachtet. Im Rahmen des DFG-Projektes „Insekten-Neuropeptide: Konformationsanalyse und Design von Peptidomimetika“ wurden für das diuretische Neuropeptid Helicokinin I aus dem Baumwollschädling Heliothis zea zunächst mittels diverser Aminosäure-Scans dezidierte Struktur- Aktivitätsbeziehungen erarbeitet. Schwerpunktmäßig wurden die Neuropeptide Myosuppressin, Tachykinin und Helicokinin sowie mehrere lineare und cyclische Analoga NMR-spektroskopisch im membrangebundenen Zustand untersucht. Die aufgeführten Arbeiten erlauben erstmalig die Aufstellung einer Hypothese bzgl. der „biologisch aktiven“ Konformation eines Insekten- Neuropeptids. Von diesem Modell abgeleitete Turnmimetika befinden sich derzeit in Bearbeitung, ebenso wie die Synthese mehrerer Tryptophanmimetika. Die Ergebnisse des Projekts lassen wichtige Rückschlüsse auf die Zusammenhänge zwischen Konformation und biologischer Wirkung zu und führen damit generell zu einem besseren Verständnis der Wirkungsweise relevanter Insekten-Neuropeptide. Die aufgeführten Arbeiten wurden in insgesamt vier Publikationen zusammengefasst.

Publications

• Insect neuropeptides: Structures, chemical modifications and potential for insect control. Bioorg. Med. Chem. 2009, 17, 4071-4084
  Scherkenbeck, Juergen; Zdobinsky, Tino
  
• Receptor assay guided structure-activity studies of helicokinin insect neuropeptides and peptidomimetic analogues. Journal of Peptide Science 2009, 15, 783-789
  Scherkenbeck, Juergen; Antonicek, Horst-Peter; Vogelsang, Kathrin; Zdobinsky, Tino; Bruecher, Karin; Rehlaender, Denise; Chen, Heru
  
• Structures of Micelle-Bound Selected Insect Neuropeptides and Analogues: Implications for Receptor Selection. ChemBioChem 2009, 10, 2644-2653
  Zdobinsky, Tino; Scherkenbeck, Juergen; Zerbe, Oliver; Antonicek, Horst; Chen, Heru
  
• Fluorescent Analogues of the Insect Neuropeptide Helicokinin I: Synthesis, Photophysical Characterization and Biological Activity. Pept. Lett. 2010, 17, 431-436
  H. Chen; J. Scherkenbeck; T. Zdobinsky; H. Antonicek