Hintergrund – Die Berliner Proteinstrukturfabrik

Die Berliner Proteinstrukturfabrik ist ein vom Bundesforschungsministerium (BMBF) seit 1999 geförderter Leitprojektverbund aus dem Bereich „Diagnose und Therapie mit den Mitteln der Molekularen Medizin“. Er erhält für fünf Jahre insgesamt 17 Millionen Euro (33,6 Millionen Mark). Die Proteinstrukturfabrik ist ein Zusammenschluss mehrerer Berliner Einrichtungen des Interdisziplinären Forschungsverbunds Strukturbiologie sowie einer Reihe kleinerer und mittelständischer Biotechnologieunternehmen (KMU´s). Zum rund 40-köpfigen Team der Proteinstrukturfabrik gehören: die Berliner Universitäten, das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch, das Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik, das Ressourcenzentrum im Deutschen Humangenomprojekt (RZPD), das Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) sowie eine Reihe anderer Einrichtungen der öffentlichen Forschung und KMU´s. Sprecher der Proteinstrukturfabrik ist Prof. Udo Heinemann. Er leitet im MDC die Forschungsgruppe Proteinkristallographie.

Aufgabe der Proteinstrukturfabrik

Die Forscher wollen die dreidimensionalen Strukturen von Proteinen analysieren, die medizinisch von Bedeutung sind. Wie in einer Fabrik sollen die Proteine dabei mit hohem Durchsatz sehr viel schneller und kostengünstiger als das bisher möglich ist, durchleuchtet werden. Dazu haben die Forscher die dafür benötigten Untersuchungstechniken – Röntgenstrukturanalyse sowie magnetische Kernresonanz-Spektroskopie (NMR-Spektroskopie) – automatisiert und standardisiert.

Ziel: Beschleunigung der Medikamentenentwicklung

Die Kenntnis dreidimensionaler Proteinstrukturen beschleunigt nach Ansicht der Forscher die Wirkstoffentwicklung, da sie erlaubt am Computer geeignete Bindungsstellen für Wirkstoffe an einem Protein vorherzusagen. Auf diese Weise können Medikamente im Prinzip so entworfen werden, dass sie genau an diesen zuvor identifizierten Stellen binden. Die strukturelle Beschreibung von Zielmolekülen („Drug Targets“) kann so Grundlage für die gezielte Medikamentenentwicklung sein.

ingebunden in die Genomforschung

Die Proteinstrukturfabrik arbeitet eng mit dem Deutschen Humangenomprojekt (DHGP) zusammen. Sie versucht, über die Proteine die Funktion der Gene zu entschlüsseln, deren Bausteine bereits identifiziert sind. Eine große Zahl der Therapien, die heute schon bekannt oder auch erst entwickelt werden, setzt an Proteinen und damit an Genprodukten an. Die in der Proteinstrukturfabrik angestrebte breite, strukturelle und biophysikalische Charakterisierung von Proteinen bietet daher die Chance, die Genomforschung auch für eine gezieltere Wirkstoffentwicklung zu nutzen.

Zunächst „virtuelle Fabrik“

In den ersten drei Jahren (1999-2001) existierte die Proteinstrukturfabrik als „virtuelle Fabrik“. In dieser Zeit entwickelten die Forscher für die Hochdurchsatzanalyse von Proteinen neuartige Konzepte zur Automatisierung, Parallelisierung und Standardisierung von Arbeits-abläufen, wie sie bei der Genomsequenzierung bereits etabliert sind. Gleichzeitig bauten sie die dafür benötigte wissenschaftlich-technische Infrastruktur auf.

Drei Standorte in Berlin: Charlottenburg, Adlershof und Buch

Zum Jahreswechsel 2002 zog die Proteinstrukturfabrik in das mit Mitteln des Fonds für Regionale Entwicklung der Europäischen Union (EFRE) umgebaute ehemalige Kaiserin-Auguste-Viktoria Haus in Berlin-Charlottenburg ein. Darüber hinaus hat die Proteinstrukturfabrik zwei weitere Standorte: In Berlin-Adlershof wird der Elektronenspeicherring BESSY II für die Röntgenstrukturanalysen genutzt. In Berlin-Buch werden das Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) und das MDC gemeinsam die NMR-Spektroskopie betreiben. Anfang September 2002 konnten diese beiden in Berlin-Buch ansässigen Einrichtungen Richtfest in einem neuen NMR-Gebäude feiern, das mit ca. 800 000 Euro aus dem Europäischen Strukturfonds EFRE in wenigen Wochen errichtet worden ist. Es wird einen neuen NMR-Spektrometer mit einem rund acht Tonnen schweren Magneten aufnehmen und voraussichtlich Ende dieses Jahres in Betrieb gehen.

Ausgründungen

Die Forschungs- und Technologieentwicklung der Proteinstrukturfabrik haben die Ausgründung zweier Biotechnologieunternehmen ermöglicht. Im Sommer 2000 wurden sowohl die PSF biotech AG als auch die CombiNature biopharm AG unter Beteiligung von Forschern der Proteinstrukturfabrik ins Leben gerufen. Gemeinsam beschäftigen beide Unternehmen zurzeit über 40 Wissenschaftler und andere Mitarbeiter. Sie helfen damit, Erkenntnisse der Grundlagenforschung in den Anwendungsbereich zu übertragen.

Ansprechpartner:
Prof. Udo Heinemann
Proteinstrukturfabrik
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
Robert-Rössle-Str. 10
13125 Berlin
Tel: +49/30/94 06-34 20 oder- 3160
Fax: +49/30-94 06-25 48
E-Mail: heinemann@mdc-berlin.de