Welt der Naturwissenschaften
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(Friedrich Schiller)

27. Juli 2024

Enzyme sind Katalysatoren des Lebens. Sie sind Produkte der Gene und steuern chemische Reaktionen in allen Lebewesen. Wenn ein Enzym nicht richtig funktioniert oder der Körper zu wenig produziert, kann es zu Krankheiten kommen. Um nur ein Beispiel von vielen zu nennen: Galaktosämie ist eine seltene Stoffwechselerkrankung. Die Ursache ist eine erbliche Mutation des sogenannten GALT-Gens auf dem Chromosom 9.

Im Laufe der Jahrmillionen wurden die Enzyme durch die Evolution des Lebens verändert und allmählich optimiert. Dieser Prozess ist nicht abgeschlossen, neue Produkte der Evolution werden durch Selektion laufend überprüft und sortiert. Die Evolution dauert immer noch an und endet erst, wenn in ferner Zukunft das letzte Lebewesen verschwunden sein wird.

Die diesjährigen Chemienobelpreise hätten ebenso für Medizin und Physiologie vergeben werden können, denn die drei Biochemiker haben eine evolutionäre Methode entwickelt, Enzyme zu verändern. Der Nobelpreis wurde in diesem Jahr zur Hälfte an die US-Forscherin Frances Arnold und zur anderen Hälfte an den Amerikaner George Smith und den Briten Gregory Winter für ihre Beiträge zur Entwicklung einer sanften biochemischen Industrie verliehen.

Frances Arnold gelang es in den Neunzigerjahren mit Hilfe der "gerichteten Evolution", Enzyme auf ein bestimmtes Ziel hin zu entwickeln. Seitdem hat Arnold ihre Methode laufend verbessert. Die mit ihrer Technik erzeugten maßgeschneiderten Enzyme werden heute für die Herstellung hunderter Stoffe genutzt. George Smith entwickelte zehn Jahre zuvor eine Methode, bei der Bakteriophagen (Viren, die Bakterien befallen) benutzt werden, um neue Proteine mit ganz bestimmten Eigenschaften zu erzeugen. Dieses Verfahren, das "Phagen-Display" genannt wird, nutzte der Brite Gregory Winter, um Antikörper mit gewünschten Eigenschaften zur Produktion neuer Medikamente entstehen zu lassen. Die Methode wurde in der Medizin erstmals 2002 genehmigt. Die Fachgebiete Biochemie, Pharmazie, Gentechnik und Medizin gehen bei den Verfahren, die von den diesjährigen Nobelpreisträgern entwickelt wurden, fließend ineinander über. Die Erfolge der Gentechnik sind schon seit Jahren weder aus der Biochemie noch aus der Medizin wegzudenken. Der Begriff "gentechnikfrei" wird daher mittelfristig verschwinden und irgendwann der Geschichte angehören.

Frances Arnold ist die fünfte Frau, die mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet wurde und erst die zwanzigste unter rund sechshundert Preisträgern, die einen Wissenschafts-Nobelpreis erhielt. Sie arbeitet an der erfolgreichsten Nobelpreisträgerschmiede der Welt, am California Institute of Technology in Pasadena.

Helden der Wissenschaft:
Max Planck
(1858-1947) entdeckte den Quantensprung, das Allerkleinste, was die Natur an Energie zu bieten hat. In der Folge versuchte er mehrfach, seine eigene bahnbrechende Theorie zu widerlegen, was ihm nicht gelang.