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18.04.2018, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 591. Sitzung

Prof. Dr. F. Ekkehard Hahn, Münster: Vortrag 1 -- New Trends in Substrate Activation with NHC Complexes; Prof. Dr. Bernd K. Fleischmann, Bonn: Vortrag 2 -- Plastizität im neugeborenen und erwachsenen Herz

 

Vortrag 1: New Trends in Substrate Activation with NHC Complexes

Prof. Dr. F. Ekkehard Hahn, Münster

Neutrale Azole wie N-Methyl-2-chlorobenzimidazol1 oder 2-Chlorobenzimidazol2 reagieren mit Pd0- oder Pt0-Verbindungen unter oxidativer Addition zu Komplexen mit einem anionischen Azolylato-Liganden, der ein unsubstituiertes Ring-Stickstoffatom enthält.

Derartige Komplexe spalten elementaren Wasserstoff unter Bildung von Hydridokomplexen mit einem N-protonierten NHC-Liganden (pNHC). Die oxidative Addition kann auch für die C-Metallierung von Biomolekülen wie 8-Bromokoffein oder 8-Bromoadenin eingesetzt werden, wobei ungewöhnliche neue Carben-Komplexe mit pNHC-Liganden entstehen.3


Weiterhin reagiert N-Ethyl-4-iodoimidazol mit Pt0-Komplexen und nach N-Protonierung werden Komplexe mit protischen mesoionischen Carben-Liganden (pMICs) erhalten.4 Die kooperative Aktivierung ausgewählter Substrate mit Komplexen protischer NHC-Liganden wird diskutiert.

Poly-NHC-Liganden eignen sich zum Aufbau metallosupramolekularer Strukturen.5 Zylinderartige Komplexe, in denen drei, vier oder sechs Silberionen von zwei poly-NHC-Liganden koordiniert sind, werden vorgestellt. Die Transmetallierung der poly-NHC-Liganden auf Gold(I) ist ebenfalls möglich. Sind die poly-NHC-Liganden terminal an den Ring-Stickstoffatomen mit Olefinen (Coumarin oder Zimtsäureester) substituiert, dann führt eine [2+2]-Cycloaddition zu dreidimensionalen Stukturen.

Nach der Entfernung der Metallionen werden käfigartige poly-Imidazolium Kationen erhalten, die sich für die selektive Bindung von Anionen eignen. Schließlich lassen sich, ausgehend von linearen Benzobiscarben-Liganden, molekulare Quadrate und Rechtecke erhalten. Die Synthese derartiger Strukturen, ausgehend vom Benzobisimidazolium-Salzen oder von ß,ß’-OSiR3-substituierten 1,4-Phenyldiisocyaniden, wird vorgestellt und im Hinblick auf die Erzeugung molekularer Maschinen diskutiert.

 

 Referenzen

 1. T. Kösterke, T. Pape, F. E. Hahn, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2112−2115.

 2. R. Das, C. G. Daniliuc, F. E. Hahn, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1163−1166.

 3. D. Brackemeyer, A. Hervé, C. Schulte to Brinke, M. C. Jahnke,

      F. E. Hahn, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7841−7844. 

 4. H. Jin, T. T. Y. Tan, F. E. Hahn, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 13811−13815

 5. N. Sinha, F. E. Hahn, Acc. Chem. Res. 2017, 50, 2167−2184

Prof. Dr. F. Ekkehard Hahn studierte Chemie an der TU Berlin (1978–1981) und als Fulbright-Stipendiat an der University of Oklahoma (1981–1982, M.Sc. 07/1982). Es folgten Diplom (1983) und Promotion über Organolanthanoid-Verbindungen an der TU Berlin (1985). Danach arbeitete er als Postdoktorand an der University of California, Berkeley, gefördert durch ein NATO Postdoktoranden-Stipendium (1985-1988). Anschließend begann er mit den Arbeiten für die Habilitation an der TU Berlin im Umfeld seines Doktorvaters, Prof. Dr. H. Schumann. Die Habilitation für das Fach Anorganische Chemie erfolgte 1991 mit einer Arbeit über Technetiumkomplexe für die Radiodiagnostik. Es folgte die Berufung auf eine C3-Professur für Anorganische Chemie an die FU Berlin (1993). Seit 1998 besetzt er den Lehrstuhl für Anorganische Chemie mit der Ausrichtung Koordinationschemie an der WestfälischenWilhelms-Universität Münster.

In Münster war Prof. Hahn geschäftsführender Direktor des Instituts für Anorganische und Analytische Chemie sowie Dekan der Fakultät für Chemie und Pharmazie. Er ist gegenwärtig Koordinator der ERASMUS-Programme mit vier Universitäten in Europa sowie Sprecher des Internationalen Graduiertenkollegs IRTG 2027 (Münster-Toronto). Von 1996–2015 war er Mitglied des Auswahlauschusses für die Feodor Lynen Forschungsstipendien der Alexander von Humboldt-Stiftung. Seine wissenschaftlichen Arbeiten beschäftigen sich mit katalytisch aktiven Komplexverbindungen mit N-heterozyklischen Carbenen und/oder Isocyanid- Liganden. Diese Arbeiten wurden mit dem Karl-Winnacker-Stipendium (Hoechst AG 1991), der Julius von Haast Fellowship (2007–2011, Neuseeland) und der JSPS Fellowship (2015, Japan) ausgezeichnet. Er war oder ist Mitglied der Herausgebergremien mehrerer internationaler Fachzeitschriften (Organometallics, Dalton Trans., JOMC, ICA) sowie Permanent Secretary der International Conference on Organometallic Chemistry. Seit 2015 ist er Concurrent Professor an der Fudan Universität, Shanghai.

 

Vortrag 2: Plastizität im neugeborenen und erwachsenen Herz

Prof. Dr. Bernd K. Fleischmann, Bonn

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in der westlichen Welt. Insbesondere die schwere Herzinsuffizienz hat eine sehr schlechte Prognose, die einzige Kausaltherapie ist die Herztransplantation. Bedingt durch die Knappheit an Spenderorganen ist die Etablierung alternativer Therapiekonzepte von hoher Relevanz. Wir testen deshalb exogene und endogene Regenerationskonzepte für das Säugetierherz.

Wir haben die Plastizität von adulten Knochenmark-abgeleiteten Progenitorund Stammzellen getestet und herausgefunden, dass diese nicht in funktionelle Herzmuskelzellen transdifferenzieren; ähnliche Ergebnisse erzielten wir mit mesenchymalen Stammzellen. Wir haben auch Herzmuskelzellen, die aus pluripotenten Zellen differenziert wurden, im Mausherz nach Herzinfarkt getestet und gefunden, dass diese in die Infarktnarbe integrieren und die Pumpfunktion des Herzens verbessern. Wir konnten weiterhin zeigen, dass die eingebrachten Herzmuskelzellen mit dem nativen Myokard elektrisch koppeln und die Arrhythmieneigung nach Herzinfarkt verringern. Die Zahl der in die Infarktnarbe integrierten Muskelzellen ist jedoch relativ gering und sie nimmt über die Zeit weiter ab. Die Integration und der Verbleib von transplantierten Muskelzellen in der Infarktnarbe kann mit Hilfe von Nanopartikelbeladung und Magnet-gesteuerter Positionierung der Zellen deutlich verbessert werden. Trotzdem sind für die mögliche Behandlung von herzinsuffizienten Patienten mit aus pluripotenten Zellen gewonnenen Herzmuskelzellen noch große Hindernisse zu überwinden.

Auch aus diesem Grund untersuchen wir verstärkt endogene Reparaturmechanismen im Herzen. Mit der C14-Datierungstechnik konnte gezeigt werden, dass eine geringe Regeneration im Säugetierherzen stattfindet. Hierfür haben wir neue transgene Zell- und Mausmodelle entwickelt, die es uns ermöglichen in Zellkultur, aber auch ex- und in-vivo die Zellteilung von Herzmuskelzellen zu beobachten und zu quantifizieren. Unsere Befunde zeigen, dass sich Herzmuskelzellen im adulten Mausherz nach Schädigung nicht teilen. Im Gegensatz dazu ist im infarzierten, neugeborenen Mausherz eine Regeneration des Herzmuskels zu beobachten, diese beruht größtenteils auf der Zellteilung von nativen Herzmuskelzellen. Wir untersuchen zurzeit die zugrundeliegenden Mechanismen, insbesondere, ob sich ein- und zweikernige Herzmuskelzellen bzgl. ihres Regenerationspotenzials unterschiedlich verhalten. Darüber hinaus interessieren wir uns für apoptotische Prozesse im Herzen.

Wir versuchen auch mit biotechnologischen Ansätzen die häufigste und potenziell lebensgefährliche Komplikation des Herzinfarkts, nämlich ventrikuläre Herzrhythmusstörungen, zu beheben. Hierfür kommen gentherapeutische Ansätze unter Verwendung des Kopplungsproteins Connexin 43 und auch optogenetische Moleküle, die mit Licht angeregt werden können, zum Einsatz.

Zusammenfassend hoffen wir, dass wir zu neuen therapeutischen Ansätzen für die Behandlung des Herzinfarkts sowie der schweren Herzinsuffizienz und ihrer Komplikationen beitragen können.

Prof. Dr. med. Bernd Kurt Fleischmann ist Inhaber des Lehrstuhls für Physio-logie I am Institut für Physiologie I der medizinischen Fakultät der Rheinischen Friedrich Wilhelms-Universität Bonn.

Nach seinem Studium der Humanmedizin wurde er 1986 an der Universität Bologna promoviert. Von 1987 bis 1989 war er Assistenzarzt am Krankenhaus 31 St. Elisabeth in Dillingen/Donau. Nach Aufenthalten im Queens Medical Center, Nottingham, im Physiologischen Institut an der TU München und der University of Pennsylvania, Philadelphia war er von 1995 bis 2003 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Neurophysiologie der Universität zu Köln. In Köln habilitierte er im Jahr 2000 für das Fach Physiologie und Zellbiologie und ist seit 2003 Lehrstuhlinhaber Lehrstuhls für Physiologie I am Institut für Physiologie I der medizinischen Fakultät der Rheinischen Friedrich Wilhelms-Universität Bonn.