Antibody binding to human cell receptors

Beurteilung von Bindungseigenschaften in der Wirkstoffforschung

The most popular tool used to characterize binding in the late-discovery phase of drug development is isothermal titration calorimetry (ITC). ITC is a high-resolution method for complete characterization of the basic chemical details of a binding interaction. The calorimeters accomplish this by measuring the heat that is released or absorbed when molecules interact with each other.

Geschichte der Mikrokalorimetrie

Im 18. Jahrhundert beschäftigten sich viele Wissenschaftler mit dem Wesen von Wärme. Isaac Newton glaubte, dass Wärme durch die Schwingungen von Teilchen übertragen wurde, während Robert Hooke die Ansicht vertrat, Wärme sei eine Eigenschaft des Körpers, die aus der Bewegung seiner Teile entsteht. Den ersten offiziellen Beitrag zur Geschichte der Wärmemessung leistete jedoch der schottische Arzt und Chemiker Joseph Black. 1761 entdeckte er durch präzise Messungen, dass die Zufuhr von Wärme zu Eis bei dessen Schmelzpunkt oder zu Wasser bei dessen Siedepunkt nicht zu einer Temperaturänderung führt. Seine Beobachtungen machten ihn zum ersten Wissenschaftler, der zwischen Temperatur und Wärme differenzierte. Damit läutete er den Beginn der Thermodynamik ein.

Was ist die Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC)?

Die Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) ist ein experimentelles Verfahren zur Messung der Wärmemenge, die während einer bimolekularen chemischen Reaktion freigesetzt oder verbraucht wird. Chemische Reaktionen können entweder exotherm oder endotherm sein, abhängig von den relativen energetischen Stabilitäten der Reaktanten. Mit der isothermen Titrationskalorimetrie lässt sich die Größe der Wärmeänderung während der Reaktion quantifizieren.

Mikrokalorimetrie für die biophysikalische Charakterisierung von Makromolekülen

Biologische Makromoleküle sind grundlegende Bestandteile jeder Zelle und daher für alle Lebewesen unerlässlich. Diese lebenswichtigen Moleküle werden in vier große Klassen eingeteilt: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren. Die Charakterisierung biologischer Makromoleküle ist wichtig für das Verständnis ihrer Funktionen und Beziehungen, was die Entwicklung neuer Therapien und Behandlungen ermöglicht. In diesem Zweig der Makromolekülforschung konzentriert sich die biotherapeutische Arzneimitteltherapie auf makromolekulare Wechselwirkungen, die zu Krankheiten und/oder Zelltod führen können.