AG Volkamer - in silico Toxikologie und strukturelle Bioinformatik

Die AG Volkamer befasst sich mit der Entwicklung neuer Methoden zur Vorhersage von in-silico Toxikologie.

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Das Projekt ist Teil der BMBF-geförderten BB3R Initiative. Ein wichtiges Ziel der BB3R Initiative ist die Etablierung von alternative Methoden sowohl für die präklinische Entwicklung von Arzneimitteln als auch für die Grundlagenforschung. Um die Toxizität von neuen Wirkstoffen zu bewerten, verlangen regulatorische Stellen in-vivo Tests für verschiedene toxischen Endpunkte. 2010 wurden in Deutschland rund 2,9 Millionen Versuchstiere eingesetzt, Tendenz steigend. Daher ist die die Etablierung von Alternativmethoden und die Reduktion von Tierversuchen von höchster Notwendigkeit. Die präzise Bestimmung der Toxizität von Molekülen ist dabei unumgänglich, um ihre schädlichen Auswirkungen auf Menschen, Tiere, Pflanzen und die Umwelt zu identifizieren.

In der AG Volkamer werden struktur-basierte Methoden entwickelt um der Vision, Toxikologie in eine prädiktive Wissenschaft zu transformieren, näherzukommen und somit Tierversuche zu verringern. Der Fokus liegt hierbei besonders in der computergestützten Vorhersage von Off-Target-Effekten sowie der Identifizierung bisher unbekannter 'Toxicophore' und toxischer Targets (Targets, die mit Nebenwirkungen assoziiert sind) unter Berücksichtigung von ligand- und proteinbasierter struktureller und physikochemischer Eigenschaften.

Es werden strukturbasierte (Bindetaschenanalyse und Vergleiche, Pharmacophore, Struktur-Funktionsanalysen) und ligand-basierte (Screening, QSAR, maschinelle Lernverfahren) Methoden eingesetzt, um das rationale Design von selektiven und weniger toxischen Wirkstoffen zu fördern.

Die Gruppe freut sich auf neue Aufgaben und neue Kooperationspartner, um gemeinsam die entwickelten Methoden auf aktuelle Fragestellungen anzuwenden.

Publikationen / Auszeichnungen

  • Mortier, Dhakal, Volkamer, (2018). Truly Target-Focused Pharmacophore Modeling: A Novel Tool for Mapping Intermolecular Surfaces, Molecules, 23(8), 1959
  • Volkamer, Riniker, (2018). Transition from Academia to Industry and Back, J. Chem. Inf. Model.
  • Volkamer, et al., (2018). Prediction, Analysis and Comparison of Active Sites; Book chapter in Cheminformatics, Basic Concepts and methods (Wiley), ed. Engel, Gasteiger
  • Lang, Volkamer, et al., (2018). In silico Methods – Computational Alternatives to Animal Testing. ALTEX - Alternatives to animal experimentation. 35(1): 126-128.
  • Kooistra, Volkamer, (2017). Kinase-centric computational drug development. Book chapter: Annual Reports in Medicinal Chemistry (Elsevier): Platform Technologies in Drug Discovery and Target Validation, Volume 50, 197-236.
  • Bietz, et al., Volkamer, Rarey, (2017). From cheminformatics to structure-based design: Web services and desktop applications based on the NAOMI library. J.Biotec., 261: 207-214.
  • Fährrolfes, et al., Volkamer, Rarey, (2017). ProteinsPlus: a web portal for structure analysis of macromolecules. Nucleic Acid Res, 45(W1): W337-W343
  • Eid, Turk, Volkamer, Rippmann, Fulle, (2017). KinMap: a web-based tool for interactive navigation through human kinome data. BMC Bioinformatics, 18:16.