Innerhalb der wichtigen Gruppe der Serinproteasen spielen die sog. HtrA-Proteasen (high temperature requierement A) in vielen medizinisch relevanten Prozessen wichtige Rollen. Im Zusammenhang mit dieser Arbeit besonders hervorzuheben ist die humane HtrA-Protease HTRA1 und das bakterielle DegS. DegS ist an einer sehr spezifischen Stressantwort auf ungefaltete Proteine im extracytoplasmatischen Raum von Bakterien maßgeblich beteiligt. In Stresssituationen liegen Außenmembranproteine in ungefalteter Form vor, das erkennt DegS über eine Motiv-spezifische Bindung und wird dadurch aktiviert, es kann dann den Antisigmafaktor RseA an einer spezifischen Stelle schneiden, sodass dieser weiter prozessiert werden kann. Durch diese Prozessierung wird der Sigmafaktor σE freigesetzt und initiiert die Stressantwort, wozu die höhere Expression von Faltungshelfern und Proteasen gehören um die vorhandene Last abzubauen, und ebenso die Verringerung der Expression von Außenmembranproteinen und der Proteinherstellung im Allgemeinen. Aufgrund dieser Schlüsselrolle in der Stressantwort ist DegS ein essentielles Protein für E. coli und viele andere Gram-negative Bakterien. Aber selbst in vielen Gram-positiven Bakterien ist DegS unerlässlich für Virulenz. Die gezielte Suche nach einem Inhibitor und die Weiterentwicklung dieses Moleküls unter medizinal-chemischen Gesichtspunkten kann zu einem potenten Antibiotikum führen. Dieses wäre im Hinblick auf die heutige Knappheit an neuen Antibiotika und der fortschreitenden Entwicklung von Resistenzen ein wertvoller Fortschritt in der medizinischen Bekämpfung von Infektionskrankheiten. So wurde bereits im Vorfeld ein Screening durchgeführt um potentielle Inhibitoren von DegS aus einer Substanzbibliothek von etwa 185 000 Molekülen zu finden. Diese Moleküle wurden dann in verschiedenen Assays weiter untersucht und charakterisiert, diese Suche führte einem spezifischen, dosis-abhängigen und potentem Inhibitor von DegS in-vivo und in-vitro, LDC043908. Die Charakterisierung des Wirkmechanismus über Mutantenanalysen deutet auf eine Inhibition der allosterischen Aktivierung von DegS hin. Dabei muss nach den bisherigen Erkenntnissen aus Bindungs- und Aktivierungsstudien die Bindung des Inhibitors an die Aktivatorpeptidbindestelle angenommen werden. Derivatisierung führte zu einer noch spezifischeren und potenteren Inhibition von DegS in-vitro und auch in-vivo. HTRA1 erfüllt diverse Aufgaben und ist an der Prozessierung verschiedener Substrate beteiligt. Durch seine diversen Aufgaben ist bei Fehlfunktion mit verschiedensten Krankheiten verknüpft. So ist es etwa bei Unterfunktion (bzw. -expression) in die 1. Zusammenfassung 14 Entstehung verschiedener Krebsarten involviert, sowie erhöhter Migration und vermindertem Ansprechen auf Chemotherapeutika. Eine Überfunktion (bzw. -expression) kann zu erhöhter Zellproliferation und Tumorwachstum führen, genau so ist dieser Befund oft mit Entzündungsprozessen wie in Arthritis und altersbedingter Makuladegeneration (AMD) verknüpft. Ebenfalls über ein wie oben beschriebenes Screening und weiterführende orthogonale Untersuchungen sollten Inhibitoren von HTRA1 identifiziert werden. Dabei konnten 7 verschiedene Moleküle gefunden werden, die innerhalb von sechs Gruppen mit jeweils verschiedenen Derivaten charakterisiert wurden. Es konnten grundlegende Struktur-Wirkungs-Beziehungen und Spezifitätsmuster (mit anderen Serinproteasen: HTRA2/3/4, DegS, DegP, Trypsin, Chymotrypsin und Elastase) herausgearbeitet werden. Der Wirkmechanismus der größten Gruppe über Massenspektrometrie eindeutig als active-site Inhibition mit kovalenter Bindung an das katalytisch aktive Serin bestimmt. Aufgrund von Problemen mit der Stabilität in wässrigen Lösungen und weiterer Derivatisierung ist dieser Teilaspekt noch unter weiterer Bearbeitung. Neben den Inhibitoren der beiden Proteasen konnte auch eine Gruppe von Molekülen gefunden werden, die eine starke, aktivierungsabhängige Steigerung der katalytischen Aktivität von DegS bewirkt. Parallel dazu haben diese Moleküle auch einen starken Einfluss auf HTRA1. Während die meisten Moleküle dieser Gruppe die Stabilität von HTRA1 negativ beeinflussen und so ein Substrat vor dem katalytischen Verdau schützen können, erreicht ein Molekül das auch ohne Destabilisierung der Protease. Die chemische Reaktion der Moleküle in Wasser und mit den Proteinen DegS und HTRA1 konnte durch Massenspektrometrie eindeutig gezeigt werden, unklar bleibt dabei aber vor Allem der Wirkmechanismus für HTRA1. Während hier einige Modifikationen festzustellen sind, bleibt zu klären wie diese Modifikationen Stabilität und Aktivität von HTRA1 beeinflussen können. Im Falle von DegS wird mit hoher Wahrscheinlichkeit eine inhibitorische Interaktion unterbrochen und so die Aktivität gesteigert. Weitere Untersuchungen der unterliegenden Mechanismen sollen Erkenntnisse über regulatorische Prozesse der Proteasen liefern und dabei helfen diese Gruppe von Molekülen zu spezifischen Aktivatoren und/oder Inhibitoren von DegS und HTRA1 weiterzuentwickeln.