Fakultät für Chemie und Pharmazie

Die Fakultät für Chemie und Pharmazie gliedert sich in die Bereiche

Chemie

Biochemie

Pharmazie.

Diesen Teilbereichen gehören folgende wissenschaftliche Einrichtungen an:

Chemie:

Institut für Anorganische Chemie

Institut für Organische Chemie

Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

Biochemie:

Physiologisch-Chemisches Institut

Institut für Chemische Pflanzenphysiologie/Pflanzenbiochemie

Pharmazie:

Pharmazeutisches Institut

INSTITUT FÜR ANORGANISCHE CHEMIE

Am Institut für Anorganische Chemie sind 10 Arbeitsgruppen tätig, die im Berichtszeitraum zahlreiche Originalpublikationen, Übersichtsartikel und Buchbeiträge verfaßt haben. Die wissenschaftlichen Aktivitäten spiegeln sich darüber hinaus in der Beteiligung an überregionalen und internationalen Forschungsprojekten (DAAD, NATO, BMFT, DFG, VW, IBM, Degussa usw.), der Einwerbung von zusätzlichen Forschungsmitteln und Großgeräten und Einladungen zu Konferenzen, Vorträgen bzw. Gastprofessuren wider; mehrere ausländische Wissenschaftler waren zu Forschungsaufenthalten am Institut tätig.

Die am Institut vertretenen Arbeitsgebiete spannen einen weiten Bogen von der anorganischen Festkörperchemie über die Chemie polyedrischer Cluster- sowie Phosphor- und Schwefelverbindungen, zur metallorganischen Komplexchemie und bioanorganischen Chemie bis zur elementorganischen Chemie der Heterocyclen und Carbene. Neben den rein synthetischen und analytischen Gesichtspunkten interessieren vor allem die Aufklärung von Bindungsverhältnissen, Ligandenfunktionen, Reaktionsmechanismen, Katalyseeigenschaften, Selektivitäts- und Aktivierungsprozessen; dabei werden sämtliche modernen spektroskopischen Methoden mit den Schwerpunkten Kristallstrukturanalyse, Elektronenmikroskopie, Multikernresonanz und Festkörper-NMR-Spektroskopie angewandt und entwickelt.

Neben der intensiven Beschäftigung mit Problemen der reinen Grundlagenforschung gewinnt die angewandte Forschung als Antwort auf aktuelle Herausforderungen immer mehr an Bedeutung, z. B. bei der organischen Synthese mit Hilfe von Übergangsmetallkomplexen, bei der homogenkatalysierten Erzeugung von Erdölersatzstoffen (Produkt- und Enantioselektivität), der Konzeption und Produktion neuer kristalliner und amorpher Materialien und Untersuchungen ihrer Struktur, der Untersuchung neuer Trägermaterialien wie sie bei der Polykondensation von biofunktionellen Silanen (Sol-Gel-Prozeß) erhalten werden, sowie bei der Entwicklung von Katalysatoren zur Abgasreinigung und Rauchgasentschwefelung. In diesem Zusammenhang beteiligt sich das Institut an den Forschungsschwerpunkten Realstruktur, Fehlordnung und Dynamik im Festkörper des Forschungsförderungsprogramms des Landes Baden-Württemberg.

Die einzelnen Arbeitsgruppen innerhalb des Instituts befassen sich mit folgenden individuellen Forschungsprojekten: Hochdruckreaktionen von Metalloxidfluoriden, Thermoanalytik von Reduktionsprozessen, Chemie in Interphasen Synthese, Dynamik und Anwendung polymerfixierter Reaktionszentren, Polysiloxan-gebundene (Ether-phosphan)metall-Komplexe und ihre Festkörper-Kernresonanz-spektroskopische Untersuchung, Cyclocotrimerisierung von Alkinen mit Heteroalkinen, Synthese von makrocyclischen Ketonen als Duftstoffe, Metallacylophane und Metallametallocenophane, Aktivierung von kleinen Molekülen in der homogenen Katalyse, dynamische NMR-Untersuchungen an fluktuierenden (Ether-phosphan)metall-Komplexen, maßgeschneiderte Liganden für die enantioselektive Hydrierung, Chemie und Strukturchemie von Kupfer, Silber und Gold, Synthese und Strukturuntersuchungen von Verbindungen mit Metall-Stickstoff-Bindungen, d^1^0-d^1^0-Wechselwirkungen und polyedrischen Clustergerüsten, Bestimmung der Struktur von kristallinen und amorphen Festkörpern, neuer Materialien unter besonderer Berücksichtigung von katalytischen Eigenschaften, Ionenleitung, Lumineszenzeffekten und Supraleitungsphänomenen, Koordinationschemie Stickstoffhaltiger Heterocyclen, Stabile Carbene und Carbenoide.

INSTITUT FÜR ORGANISCHE CHEMIE

Im Bereich des Lehrstuhles für Organische Chemie I sind in den Berichtsjahren die Arbeitsschwerpunkte Naturstoffchemie (Peptide, Nucleotide, Huminsäuren, natürlich vorkommende Metallkomplexe), Chromatographie, funktionalisierte Polymere, fortgesetzt worden. Aber auch Ökologie und Umweltforschung, Umweltschutz, Recycling und Katalyse sind in den letzten Jahren zu bestimmenden Schwerpunkten innerhalb des Institutes für Organische Chemie geworden. Praxisnahe Fragestellungen bilden eine wesentliche Ergänzung der Grundlagenforschung. Die Palette der Forschungsgebiete reicht von der Erzeugung von Öl aus Klärschlamm bis zur Untersuchung der Konformation von Arzneimitteln in Lösung, von der Entwicklung neuer Pestizide bis zu analytischen Fragestellungen.

In der Umweltforschung wurden von verschiedenen Arbeitsgruppen des Institutes analytische Methoden zur Erkennung und Quantifizierung umweltgefährdender Substanzen vorangetrieben und Verfahren zum Recycling von Abfällen ausgearbeitet. Methoden zur Wiedergewinnung toxischer Metalle wie Cadmium, Quecksilber, Plutonium, Nickel und Zink, chromatographische Methoden zur Analyse cancerogener Verbindungen in Abwässern, Trinkwasser und Abfällen zählen dazu ebenso, wie Arbeiten zur Gewinnung von Öl und Kohle aus Klärschlamm und Müll und Verfahren zur Entschwefelung von Erdöl.

Im Schwerpunkt Naturstoffchemie, der mit dem Sonderforschungsbereich 76 eng verknüpft ist, wurden neue Antibiotika aufgeklärt und synthetisiert, die als natürliche Insektizide Einsatz finden können, die Struktur von Huminsäuren, die wichtige Inhaltstoffe von Böden und Gewässern darstellen und deren Zusammensetzung über Jahrzehnte hindurch als gesichert angenommen wurden, ist neu ermittelt worden; zahlreiche Nucleinsäurefragmente sind synthetisiert worden; elektrochemische Methoden wurden in die Naturstoffsynthese eingeführt.

Im Bereich des Lehrstuhles für Organische Chemie II wurden im Berichtszeitraum folgende Forschungsschwerpunkte verfolgt: Organische Leiter und Halbleiter auf der Basis von polymeren makrocyclischen Metallkomplexen, hier bevorzugt Phthalocyanine und verwandte Makrocyclen. Es wurden vor allem lösliche Systeme untersucht, diese auch im Hinblick auf nicht linear optische Eigenschaften und ihren Einsatz als Langmuir Blodgett-Filme. Diese Arbeiten werden durch ein Landesforschungsförderungs-Projekt unterstützt. Weitere Schwerpunkte am Lehrstuhl für Organische Chemie II sind Untersuchungen über sogenannte low-gap-Polymere, wobei im Mittelpunkt Polythiophene stehen und sogenannte Bandpolymere als organische Leiter. Weiterhin werden Polymere synthetisiert, die elektroluminiszent sind. Auch diese Arbeiten werden vom BMFT gefördert. Makrocyclische Metall-Komplexe werden auch für Stickstoff-/Sauerstofftrennungen eingesetzt. Untersucht werden auch die Photoleitfähigkeit, Sensor-Eigenschaften sowie die flüssigkristallinen Eigenschaften von Metall-Komplexen. Es werden auch Phthalocyaninatometallkomplexe in der Photodynamischen Krebstherapie untersucht. Diese Projekte werden vom BMFT gefördert. Weitere Schwerpunkte sind die Chemie von Perfluoralkylsulfonen. Verbundprojekte bestehen z. B. mit dem NMI in Reutlingen, dem Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart und anderen.

Organische Radikale, stabile Carbenium-Ionen, elektrochemische Synthesen, Konfigurations- und Konformationsanalyse von Naturstoffen, Organo-Schwefel-Chemie, Carbene und thermische Umlagerungen von Kohlenwasserstoffen sind weitere Themen verschiedener Arbeitsgruppen.

Spektroskopische Methoden werden besonders auf dem Gebiet der ^1H-, ^1^3C- und Festkörperkernresonanz und der ESR- (z. B. ENDOR)Spektroskopie angewandt und weiterentwickelt.

Einen übergreifenden Schwerpunkt stellt die Entwicklung neuer und Verfeinerung bekannter chromatographischer Trennverfahren dar. Regelmässig ausgebuchte Fortbildungskurse belegen die führende Stellung, die das Tübinger Institut in diesem Bereich einnimmt.

INSTITUT FÜR PHYSIKALISCHE UND THEORETISCHE CHEMIE

Physikalische Chemie

Schwerpunkte der Forschung in der Physikalischen Chemie sind Untersuchungen zur Struktur von Molekülen, Festkörpern und Oberflächen unter geometrischen, quantenmechanischen, thermodynamischen und kinetischen Gesichtspunkten. Dabei werden Korrelationen erarbeitet zwischen Strukturen und Eigenschaften einerseits über Spektroskopie und Mikroskopie mit Elektronen, Photonen, Atomen und Ionen und andererseits über Messungen von phänomenologischen Materialparametern wie Leitfähigkeiten, Potentiale, Wärmetönungen, optische Eigenschaften oder charakteristische Reaktionsumsätze.

1987 wurde ein "Zentrum für Grenzflächenanalytik und Sensorik" eingerichtet und 1995 in ein Steinbeis-Transferzentrum überführt. Schwerpunkte an diesem Zentrum sind Studien an neuen Materialien und Untersuchungen von Grenzflächenphänomenen in der Mikrosystemtechnik. Untersuchte Substanzklassen sind Metalle, Halbleiter, Oxide mit Elektronen-, Ionen- und gemischter Leitung, kristallisierbare und polymere organische Materialien sowie biomolekulare Funktionseinheiten. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Entwicklung von Sensoren, Transducern und Sensorsystemen ("elektronischen Nasen") mit Anwendungen im Umwelt-, Sicherheits-, Prozeßtechnik-, Medizin- und Automobilbereich. Die Datenerfassung schließt alle gängigen Verfahren der Mustererkennung wie Hauptkomponentenanalyse, Fuzzy Logic oder Neuronale Netze ein.

Zur Charakterisierung von Festkörperoberflächen sowie ultradünnen organischen Schichten auf Substratoberflächen und zur Untersuchung der Permeation durch ultradünne Schichten werden spezielle Methoden der IR-Spektroskopie, wie ATR und IRRAS, im Hoch- und Ultrahochvakuum eingesetzt. Die Untersuchung von aktiven Zentren auf Metalloxidoberflächen mit Hilfe der DRIFT- und Matrix-Isolations-Spektroskopie dient der Grundlagenforschung zur heterogenen Katalyse.

Im Bereich der UV/VIS-Spektroskopie werden anwendungsbezogene Untersuchungen über Photoresiste und Flüssigkristalle durchgeführt. Durch Simulationsrechnungen werden die optischen Eigenschaften von Wellenleitern vorausberechnet und für Anwendungsziele optimiert.

Absorptions-, Fluoreszenz- und Reflexionsspektroskopie im UV-Bereich mit hoher Zeit- und Ortsauflösung dient der Untersuchung schneller chemischer Elementarprozesse in heterogener Umgebung, der Charakterisierung der Moleküldynamik in Mehrphasensystemen und der Lichtausbreitung in stark streuenden Medien.

Geometrische Strukturen und Konformationseigenschaften freier Moleküle wurden experimentell (Mikrowellenspektroskopie und Elektronenbeugung an Gasen) und theoretisch (ab initio- und Dichtefunktional-Methoden) bestimmt. Der Schwerpunkt liegt bei fluorierten Verbindungen.

Theoretische Chemie

Im Bereich Quantenchemie werden Vereinfachungen in nicht-empirischen quantenchemischen Orbitaltheorien untersucht, insbesonders der "Neglect of Diatomic Diffenrential Overlap" bei Molekül- und Kristallorbitalen.

Im Bereich Statistik von Proteinen werden Wasser-Protein-Wechselwirkungen, Phasenübergänge in Hochpolymer-Modellsystemen, Proteinfaltung und verschiedene Reaktionsdynamiken untersucht.

Im Bereich Chemische Systemtheorie werden einerseits allgemeine methodische Fragen wie Bestimmung von instabilen Grenzzyklen mit der Methode der "Unresticted Harmonic Balance", exakt zeitreversible Algorithmen und nirgendwo differenzierbare Attraktoren, andererseits spezielle Systeme wie "gap junctions", Flare-Attraktoren oder die Frage, warum Männer früher sterben, untersucht.

Schließlich wird im Grenzbereich zu philosophischen Bereichen Fragen der Mikropsychophysik und des Mikrokonstruktivismus nachgegangen.

PHYSIOLOGISCH-CHEMISCHES INSTITUT

Am Physiologisch-Chemischen Institut werden in 11 verschiedenen Arbeitskreisen neue Gebiete der Biochemie, darunter Anorganische Biochemie, Biochemie der Hormone, Enzymologie, Molekulargenetik, Neurobiochemie, Pathobiochemie, Physikalische Biochemie, Schadstoffbiochemie, Stoffwechselregulation und Zellbiochemie bearbeitet.

Anorganisch-biochemische Fragestellungen umfassen: Die natürliche Rolle von Schwermetallen im Organismus, Mechanismen der Toxizität von Cadmium, Quecksilber und Kupfer auf molekularer Ebene, Entgiftung (Dekontamination) von inkorporierten Schwermetallen durch endogene (vom Organismus selbst synthetisierte) Komplexbildner und deren mögliche Anwendungsbereiche, Pharmakologische Wirkung und Anwendung von Kupfer-Komplexen zur möglichen Behandlung von Rheuma, Arthritis und anderen entzündlichen Prozessen.

Molekulare Mechanismen der Hormonwirkung werden im Zusammenhang von Insulin-Rezeptorbindungen untersucht. Aufgrund dieser Bindungsstudien wird die Synthese eines niedermolekularen Insulinfragmentes angestrebt, das noch alle zur Rezeptorbindung notwendigen Parameter enthält und volle biologische Wirkung zeigt. Die Wirkungsweise männlicher Sexualhormone (Androgene) soll auf molekularer Ebene durch Untersuchung von Struktur, Wirkungsweise und Regulation spezifischer Hormon-Rezeptoren aufgeklärt werden.

Multienzymkomplexe spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation des Zellstoffwechsels. Mit Hilfe enzymkinetischer, physikochemischer und elektronenoptischer Methoden wird versucht, diese Regulationsmechanismen zu entschlüsseln. Die Arbeiten haben unter anderem das Ziel, künstliche Multienzymkomplexe zu entwickeln, die bei biotechnologischen Verfahren eingesetzt werden können.

Molekulargenetische Methoden sind als neue Untersuchungstechniken hervorragend geeignet als Hilfsmittel zur Aufklärung intrazellulärer Regelvorgänge bei Mikroorganismen. Es ist gelungen, Hefestämme durch genetische Veränderungen zu "konstruieren", in denen durch Ausfall spezifischer Regelsysteme einzelne Inhaltsstoffe in hoher Ausbeute gebildet werden, was deren industrielle Aufarbeitung wesentlich erleichtert. Untersuchungen mit analoger Zielsetzung werden derzeit an Streptomyceten durchgeführt. Durch gezieltes Einführen neuer peptidcodierender Gensequenzen sollen Hefestämme hergestellt werden, die für die biotechnologische Produktion von Peptidhormonen verwendet werden können.

Durch die Entwicklung von Methoden, die die Kultivierung von Zellen des Gehirns ermöglichen, sowie Kreuzungen (Hybride) verschiedener Gehirnzellen und von Tumorzellen herzustellen vermögen, ist es möglich geworden, die Funktion der molekularen Mechanismen von Signalübertragungen zwischen den einzelnen Gehirnzellen zu analysieren. So können beispielsweise die Wirkungsmechanismen von Neurohormonen an Zellkulturen mit biochemischen Methoden studiert werden. Weiterhin werden Zellkulturen für Untersuchungen zur unterschiedlichen Funktion der einzelnen im Gehirn vorkommenden Zelltypen eingesetzt. Er eröffnen sich hier neue Wege, die komplexen, innerhalb des Gehirns wirkenden chemischen Vorgänge aufzuklären.

In der Physikalischen Biochemie werden Arbeiten auf dem Gebiet der Isolierung, Strukturaufklärung und biologischen Wirkung von Peptidhormonen sowie der physiologischen Wirkung biologisch aktiver Verbindungen aus Heilpflanzen durchgeführt. Darüber hinaus werden biologisch aktive Peptide und Kohlenhydrate synthetisiert. Außerdem werden Zellkulturen für Untersuchungen zum Stoffwechsel und zum Wirkungsmechanismus von Arzneimitteln entwickelt. Diese Untersuchungen haben unter anderem die Reduzierung von Tierversuchen bei der Entwicklung und Prüfung von Pharmaka zum Ziel.

Kulturen von Leberzellen werden zur Charakterisierung von Kontrollmechanismen höherer Organismen eingesetzt. Hier können die Wirkungen von Hormonen auf den Zell-Stoffwechsel sowie pathobiochemische Mechanismen untersucht werden. Ebenso können Zell-Zell-Interaktionen und deren Auswirkungen auf biochemische Vorgänge nur in Kulturen erfaßt werden. Die Vorgänge der Ausscheidung von Gallensäuren und deren medikamentöse Beeinflussung werden untersucht. Weiterhin werden Methoden entwickelt, durch die Leberzellen über längere Zeiträume in Kultur gehalten werden können, so daß sie für Arbeiten zum Nachweis und zum Wirkungsmechanismus von Schadstoffen als Alternative zu Tierversuchen eingesetzt werden können.

Im Bereich der Zellbiochemie werden verschiedene Aspekte der Gen-Verdopplung (DNA-Replikation) im Kern von tierischen Zellen, insbesondere von Krebszellen, untersucht. Die derzeitigen Projekte befassen sich insbesondere mit der Regulation der DNA-Replikation in Tumorzellen sowie mit ihrer zeitlichen und räumlichen Organisation. Bei den Arbeiten werden biochemisch-molekularbiologische, zellbiologische und gentechnologische Methoden sowie Computermodelle eingesetzt.

INSTITUT FÜR CHEMISCHE PFLANZENPHYSIOLOGIE/PFLANZENBIOCHEMIE

An diesem Institut beschäftigen sich derzeit drei Arbeitsgruppen mit Forschung im Bereich der ökologischen Biochemie, insbesondere der Pflanze Umwelt Wechselwirkung. Dabei werden sowohl Themen der Grundlagenforschung als auch Praxis-orientierte Fragen bearbeitet.

Ein Hauptthema beinhaltet die Interaktion von Nutzpflanzen (Kartoffel, Süßkartoffel) mit pathogenen Bakterien (Erwinia carotovora) und Pilzen (Phytophthora infestans), Resistenzübertragung durch somatische Fusion von Protoplasten sowie die Analyse von Resistenzmechanismen (horizontale Resistenz, Phytoalexine).

Weiter werden Parasiten (Orobanche, Striga)-Pflanze-Wechselwirkungen und Osmoregulation von Pflanzen bearbeitet. Einen Schwerpunkt stellen auch Arbeiten an Osmoregulation von Pflanzen sowie Salz-, Trocken- und Kältetoleranzprobleme dar. Es laufen Untersuchungen zu Wasserstreß-Problemen bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen.

Mitochondrialer Energiestoffwechsel mit Hilfe der Elektronentransportkette, des ADP/ATP-Translocators und der Adenylatkinase wird bei Kartoffel in Zusammenhang mit Pollensterilität untersucht.

In einem weiteren Projekt werden Blaulicht-Photorezeptoren (Flavine, Pterine, Molybdopterin) in niederen Pilzen, Algen und Cyanobakterien bearbeitet. Im Zusammenhang damit stehen biochemische und molekularbiologische Untersuchungen der Molybdän-Cofaktor-Biosynthese und der Biosyntheseenzyme von Pterinen.

Im Rahmen der Nichtlinearen Dynamik werden enzymkinetische Phänomene wie Selbstbeschleunigung, Oszillationen und Chaos mit Peroxidasen verschiedener Herkunft und mit enzymmimetischen Katalysatoren experimentell charakterisiert. Theoretisch wird die Möglichkeit biochemischer Turbulenzen studiert, und es werden Modelle informationsverarbeitender biochemischer Automaten entwickelt.

PHARMAZEUTISCHES INSTITUT

Der Bereich Pharmazie umfaßt 12 Arbeitsgruppen, die an den Lehrstühlen Pharmazeutische Chemie, Pharmazeutische Technologie, Pharmazeutische Biologie sowie Pharmakologie für Naturwissenschaftler tätig sind. Aufgrund der unterschiedlichen Fachrichtungen ergibt sich ein sehr breites Arbeitsspektrum.

Pharmazeutische Chemie

Im Bereich Pharmazeutische Chemie werden derzeit sowohl biochemische als auch analytische Themen bearbeitet.

Adenylatcyclasen und Guanylatcyclasen werden aus den Protozoen Paramecium und Tetrahymena und aus der Retina des Menschen kloniert, sequenziert und exprimiert. Bearbeitet werden die Signaltransduktion, die Regulation durch G-Proteine und Phosphorylierungen. Ebenso interessiert die Interaktion zwischen Ionenströmen und der Regulation der second messenger Bildung in Analogie zu Hormon-Rezeptor-Wechselwirkungen. Die Untersuchungen stehen im Zusammenhang mit erblicher Netzhautdegeneration. An der Entwicklung eines spezifischen Proteasehemmers wird mit molekularbiologischen Methoden gearbeitet (Pharmazeutische Biochemie).

Ein wichtiges Schwerpunktthema ist die Erforschung von Rausch- und Suchtmitteln insbesondere von Designer-Drogen. Hier werden Radioligandbindungsstudien, PET-Studien, Bestimmung von Blutspiegeln und Erstellung von Metabolitenmustern durchgeführt. Moderne bildgebende Verfahren komplementieren diese Untersuchungen. Auf dem Gebiet der Arzneimittelkontrolle werden neuere Kopplungsverfahren, wie die direkte HPTLC-FTIR-in situ-Messung weiter entwickelt. Zur Identifizierung, Spezifizierung und Bestimmung von Arzneimitteln in der Eingangs-, Inprozeß- und Endkontrolle werden Möglichkeiten und Grenzen der Nahen-Infrarot-Spektroskopie ausgelotet (Pharmazeutische Analytik).

Pharmazeutische Technologie

Als erster Arbeitsschwerpunkt des Lehrstuhls für Pharmazeutische Technologie sind feste Arzneiformen und insbesondere Fragen der Tablettierung zu nennen. Die Arbeiten umfassen sowohl die Instrumentierung von Tablettenpressen, die Entwicklung neuer Hilfstoffe für die Tablettierung, die Optimierung von Tablettenrezepturen und Arbeiten zum Kompressionsvorgang. Hinzugekommen ist in den letzten Jahren die Tablettierung von Pellets. Daneben wird seit einigen Jahren auf dem Gebiet des Filmcoatings und hier insbesondere der Magensaftresistenz von überzogenen Arzneiformen gearbeitet.

Der zweite Arbeitsschwerpunkt umfaßt die Herstellung und Stabilisierung pflanzlicher Arzneizubereitungen. Neben den seit 1989 laufenden Arbeiten über Kamille sind Passionsblumenkraut und Johanniskraut als neue Schwerpunkte bei der Bearbeitung dieser Arzneiformengruppe hinzugekommen. Das Spektrum der Forschungsarbeiten wird durch Dissertationen zum Thema Liposomen und Pulver-Inhalate ergänzt.

Pharmazeutische Biologie

Schwerpunkt der Arbeit ist die Entstehung (Biosynthese) von Arzneistoffen in Pflanzen und Mikroorganismen, die mit chemischen, biochemischen und molekularbiologischen Methoden untersucht wird. Zudem wird an der Beeinflussung der Arzneistoffbildung mit molekularbiologischen Methoden gearbeitet. Als Modellobjekte werden einerseits Zellkulturen von Lithospermum erythrorhizon verwendet, die den japanischen Arzneistoff Shikonin produzieren. Ferner wird mit Tabakpflanzen und Tabakzellkulturen gearbeitet. Die Biosynthese von Antibiotika (Landomycin, Urdamycin und Novobiocin) wird in Streptomyceten untersucht. Ein weiteres Objekt ist die Biosynthese von Ubichionen in Escherichia coli.

Weitere Arbeitsgebiete umfassen die biotechnologische Herstellung von pflanzlichen Arzneistoffen mit Hilfe von Zellkulturen, die klinische Erprobung von pflanzlichen Arzneimitteln sowie die Untersuchung traditioneller Arzneipflanzen aus Ländern der dritten Welt.

Pharmakologie für Naturwissenschaftler

Am Lehrstuhl Pharmakologie und Toxikologie für Naturwissenschaftler des Pharmazeutischen Instituts werden zur Zeit folgende Forschungsthemen behandelt:

Ursachen der B-Zellschädigung beim Typ II-Diabetes.

Bedeutung von Phosphatasen im Mechanismus der Insulinsekretion.

Rolle von Redoxpotentialen bei der Freisetzung von Insulin.

Bioartifizielles Pancreas.

Eigenschaften der 1-Untereinheit von spannungsabhängigen Calciumkanälen bei der RINm5F-Zelle.

Elektrophysiologische Untersuchungen (Membranpotential, Patch-clamp) zur Funktion der insulinfreisetzenden B-Zellen aus dem Pankreas:

Beeinflussung der Funktion der B-Zellen durch oxidativen Streß und Zusammenhänge zwischen der Freisetzung von Oxidantien und der Entstehung von Typ I-Diabetes.

Kopplung zwischen intrazellulären Ca^2^+-Speichern und der Ca^2^+-Aufnahme über die Zellmembran bei B-Zellen des Pankreas.

Hormonelle Regulation der Insulinsekretion.

Regulation der elektrischen Aktivittät und der Insulinsekretion der pankreatischen B-Zelle durch körpereigene Peptide.

Korrelation zellulärer Ionentransporte mit der Insulinsekretion.

Altersabhängige Störungen der Insulinsekretion.

Regulation von Calciumkanälen der pankreatischen B-Zelle.

Rolle von Natriumkanälen für die Insulinsekretion.

Untersuchungen zur Expression (mRNA und Protein) verschiedener Calciumkanaluntereinheiten in insulinproduzierenden Zellen der Ratte, bzw. der Altersratte.

Antisense-Experimente mit dem Ziel der selektiven Ausschaltung einzelner Subtypen und nachfolgender physiologischen bzw. pharmakologischen Untersuchungen.

Untersuchungen zur Bedeutung von Dioxygenase-Metaboliten aus Arachidonsäure und der beteiligten Schlüsselenzyme für Zelldifferenzierung sowie für entzündliche/allergische Prozesse; Entwicklung von selektiven, nicht-toxischen Enzymhemmstoffen.

Das Pharmazeutische Institut ist daneben maßgeblich an der laufenden Bearbeitung der amtlichen Arzneibücher beteiligt. Die Ergebnisse dieser umfangreichen Arbeiten erscheinen als Monographien im Europäischen, Deutschen und Homöopathischen Arzneibuch. Weiterhin sind Mitglieder des Pharmazeutischen Instituts in Kommissionen des Instituts für Arzneimittel in den Krankenkassen, sowie im Institut für Arzneimittel und Medizinalprodukte tätig.

Der derzeitige Institutsdirektor, Prof. Dr. H. P. T. Ammon, ist darüber hinaus derzeit Präsident der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft.

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