Der Computer als Super-Mikroskop für lebenswichtige Moleküle

Wer die Grundlagen des Lebens bis ins Kleinste verstehen will, kommt an den Atomen nicht vorbei. Zellen sind aus Molekülen aufgebaut, und diese wiederum aus Atomen. In ihrer Forschung untersucht die ETH-Professorin Sereina Riniker, wie sich Moleküle auf atomarer Ebene bewegen, und welche Eigenschaften und Wirkungen die Moleküle dadurch besitzen. Auf der Grundlage ihrer Forschungsergebnisse lassen sich zum Beispiel die Eigenschaften möglicher Wirkstoffe für Medikamente verbessern.

Für ihre Arbeit auf dem Forschungsgebiet der computergestützten Chemie hat Sereina Riniker den Latsis-Preis 2018 der ETH Zürich erhalten, der wissenschaftlich herausragende Arbeiten von ETH-Forschenden, die jünger als 40 Jahre alt sind, honoriert. Die Auszeichnung wird traditionsgemäss am ETH-Tag gewürdigt. «Diese Ehrung ist eine willkommene Überraschung und Unterstützung für meine grundlagen- und theoriebezogene Forschung», sagt Sereina Riniker.

Die Arbeitsgruppe von Sereina Riniker ist bekannt für ihre innovativen Ansätze, um die Eigenschaften von zyklischen Peptiden, einer speziellen Gruppe von Eiweissmolekülen mit zyklischer Struktur, zu erforschen. Diese Klasse von Verbindungen ist von grossem Interesse in der Medizin, da zyklische Peptide zum Beispiel das Potential haben, Wechselwirkungen zwischen Proteinen zu hemmen.

Eine Voraussetzung für ihren Einsatz als Wirkstoff ist, dass sie sich durch die Zellmembran hindurchbewegen können, um so das Zellinnere zu erreichen und dort ihre Wirkung entfalten zu können. Die Überwindung der Zellmembran ist jedoch wegen der Grösse der Peptide nicht immer einfach.

Am Computer untersucht Riniker, warum bestimmte Arten zyklischer Peptide leichter und schneller durch eine Zellmembran hindurchgehen als andere. Die Ergebnisse dieser Forschung können eine Grundlage für die Optimierung neuer Wirkstoffe darstellen.