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Dr. Andreas Fuchs überzeugte die Jury durch eine
außergewöhnliche Kombination aus theoretischer und praktischer
Forschung: Im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelte Fuchs eine neue
Methode zum so genannten "Drug Design", einem Verfahren, mit dem
chemische Verbindungen für neue Arzneimittel am Computer gestaltet und
theoretisch berechnet werden können. Mit Hilfe der von ihm
entwickelten Methode entschlüsselte Fuchs Wechselwirkungen zwischen
Zucker und Bakterien auf der Zelloberfläche. Diese biochemischen
Prozesse spielen bei Infektionen eine wichtige Rolle. Auf der
Grundlage der theoretisch gewonnenen Erkenntnisse stellte Fuchs die
neue Verbindung anschließend im Labor synthetisch her. Die von ihm
entworfene Leitstruktur eignet sich als Basis für ein neues
entzündungshemmendes Arzneimittel. Es soll Bakterien daran hindern,
sich auf Wunden anzusiedeln.
"Im theoretischen Teil hat Andreas Fuchs
analytisches Denken und abstrakte Auffassungsgabe bewiesen, bei der
experimentellen Arbeit großes handwerkliches Geschick. Solche
Doppelbegabungen sind außerordentlich selten", erklärt Professor Dr.
Rainer Herges. Gemeinsam mit seiner Kollegin Professor Dr. Thisbe
Lindhorst betreute Herges den Doktoranden am Institut für Organische
Chemie der Universität Kiel. Beide Professoren sind überzeugt, dass
auf Fuchs' Dissertation viele weitere wissenschaftliche Arbeiten
aufbauen werden.
Die von Fuchs entwickelte theoretische Methode
bezieht zum ersten Mal ins Drug Design am Computer von vornherein auch
Ordnungsprozesse (Entropie) und das Lösungsmittel ein. Damit werden
nach Aussage von Herges Fehler von herkömmlichen Drug-Design-Methoden
bereits im Ansatz vermieden. Angewandt auf die Proteinvermittelte
Erkennung von Kohlenhydraten auf der Zelloberfläche hat Fuchs mit
Hilfe dieser Methode die ersten nicht-Kohlehydrat Liganden
vorgeschlagen und synthetisiert. Die ausgezeichnete Doktorarbeit, in
der Fuchs das Simulationsprogramm und die Synthese beschreibt, trägt
den Titel: "Design und Synthese von Liganden für das Lektin FimH".
Diplom-Biologe Michael Meissner gewann den FIZ
CHEMIE Berlin-Diplomarbeitspreis mit einer Arbeit auf dem jungen
Forschungsgebiet der Chemieinformatik. Er verbesserte ein
Informatik-Verfahren, einen so genannten Optimierungsalgorithmus, der
es erlaubt, wissenschaftliche Problemstellungen am Computer besser als
bisher zu lösen. Die von ihm entwickelte Methode wandte er
beispielhaft zur Berechnung von biochemischen Moleküleigenschaften an.
Der neutrale Optimierungsalgorithmus lässt sich aber auch auf viele
andere Problemstellungen anwenden. Ausgehend vom Konzept der
Partikelschwarmoptimierung (PSO), einem der Natur nachempfundenen
Optimierungsverfahren, entwarf Meissner einen zweistufigen
Schwarmalgorithmus mit einem "Überschwarm" und "Unterschwärmen". Die
Unterschwärme sind dabei die Partikel des Überschwarms, bestehen
selbst aber wiederum aus Partikeln. Während sich die Unterschwärme dem
eigentlichen Optimierungsproblem widmen, optimiert der Überschwarm die
methodeneigenen Parameter der Unterschwärme ("Schwarmparameter"). Dies
führt schließlich dazu, dass diese in ihrer Funktion möglichst gut an
ihre Aufgabe angepasst werden. Sobald der Prozess der
"Metaoptimierung", also der Optimierung des Optimierungsverfahrens,
abgeschlossen ist, können zukünftige Optimierungen desselben Problems
mit den gefundenen Schwarmparametern schneller und zuverlässiger
ablaufen.
Eine mögliche praktische Anwendung der neuen
Methode im Bereich der Chemieinformatik hat Meissner in seiner
Diplomarbeit gezeigt: Durch die Optimierung der Parameter künstlicher
neuronaler Netze konnte er nachweisen, dass die metaoptimierten
Partikelschwärme schneller hochwertige Vorhersagemodelle zur
Blut-Hirnschrankengängigkeit erstellen konnten als zwei weitere PSO
Methoden mit nicht optimierten Schwarmparametern. Meissners prämierte
Diplomarbeit trägt den Titel: "Ein metaoptimierender
Partikelschwarm-Algorithmus zum Training künstlicher neuronaler
Netze". Seine neue Methode nannte er "OPSO: Optimized Particle Swarm
Optimization".
"Die interdisziplinäre Arbeit von Michael Meissner
ist ein Brückenschlag zwischen Chemie- und Bioinformatik, für die wir
ein breites Anwendungsspektrum sehen, speziell beim computergestützten
Moleküldesign", erklärt Professor Dr. Gisbert Schneider, Inhaber der
Beilstein Stiftungsprofessur für Chemieinformatik an der Johann
Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main. Meissner legte seine
Diplomarbeit am Lehrstuhl von Schneider ab, an den er extra zu diesem
Zweck wechselte. Zuvor hatte der junge Biologe praktisch sein ganzes
Studium in Freiburg absolviert.
Persönliche Daten zu den Gewinnern der FIZ
CHEMIE Berlin-Preise:
Andreas Fuchs - Gewinner des FIZ CHEMIE
Berlin-Dissertationspreises 2005.
Titel der prämierten Doktorarbeit: Design und
Synthese von Liganden für das Lektin FimH".
Diplom-Chemiker Dr. rer. nat. Andreas Fuchs wurde
am 08.08.1975 in Regensburg geboren. Er besuchte das Goethe-Gymnasium
in Regensburg und studierte später an der dortigen Universität. Sein
Diplom legte er bei Professor Dr. Burkhard König am Lehrstuhl für
Organische Chemie der Universität Regensburg ab. Im November 2001
wechselte Fuchs nach Kiel zur Arbeitsgruppe von Professor Dr. Thisbe
Lindhorst am Institut für Organische Chemie der Universität Kiel.
Seine Dissertation wurde von Professor Lindhorst und Professor Dr.
Rainer Herges gemeinsam betreut.
Michael Meissner - Gewinner des FIZ CHEMIE
Berlin-Diplomarbeitspreises 2005.
Titel der prämierten Diplomarbeit: "Ein
metaoptimierter Partikelschwarm-Algorithmus zum Training künstlicher
neuronaler Netze".
Der Diplom-Biologe Michael Meissner wurde am
09.11.1978 in Emmendingen bei Freiburg geboren. Er besuchte dort das
Goethe-Gymnasium. Zum Studium ging er nach Freiburg, wo er bis zu
seiner Diplom-Nebenfachprüfung in Informatik blieb. Danach wechselte
er für seine verbleibenden Diplomprüfungen an die Johann Wolfgang
Goethe-Universität Frankfurt am Main, Fachbereich Chemische und
Pharmazeutische Wissenschaften. Seine Diplomarbeit legte er bei
Professor Dr. Gisbert Schneider, Inhaber der Beilstein
Stiftungsprofessur für Chemieinformatik am Institut für Organische
Chemie und Chemische Biologie der Universität Frankfurt am Main ab. |
