Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

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27. Juli 2024

Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten, eine chemische Reaktion in Gang zu bringen. Man kann Aktivierungsenergie zuführen. Ein Zündholz beginnt beispielsweise nicht von selbst zu brennen, man muss Energie durch Reibungswärme zusetzen. Die zweite Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Substanz, die eine chemische Reaktion startet, dabei aber selbst nicht verbraucht wird. Das nennt man einen Katalysator.

Katalyse

Bereits im achtzehnten Jahrhundert hatten Chemiker beobachtet, dass chemische Reaktionen manchmal durch Zuführung eines Stoffes beschleunigt werden. Beobachtungen dieser Art häuften sich und zu Beginn des neunzehnten Jahrhunderts gab es keinen Chemiker, der diesem Phänomen keine Aufmerksamkeit schenkte. Gottlieb Kirchhoff (1764 - 1833) zeigte, dass Stärke durch Kochen mit verdünnter Säure zu einfachem Traubenzucker abgebaut wurde. Ohne Säure geschah das nicht, trotzdem wurde die Säure nicht verbraucht. Der englische Chemiker Sir Humphry Davy (1778 – 1829) verwendete Platin als Reaktionsbeschleuniger. Der schwedische Arzt und Chemiker Jöns Jakob Berzelius (1779 – 1848) schlug in einer Studie den Namen "Katalyse" für die neu entdeckte Erscheinung vor.

Fermente

1833 kam die Biologie ins Spiel. Der französische Chemiker Anselme Payen (1795 - 1871) konnte aus Gerste einen Stoff extrahieren, der den Abbau der Stärke zu Zucker schneller ablaufen ließ als Säure, worauf der Begriff "Fermente" (Gärungsmittel) auftauchte. Es dauerte nicht lange bis Fermente auch aus tierischen Körpern isoliert werden konnten. 1835 gelang es Theodor Schwann (1810 – 1882), einen Extrakt aus Magensäften zu gewinnen, der Fleisch noch wirkungsvoller zersetzte als Säure. Schwann nannte diese Substanz "Pepsin".

Als die Zahl der entdeckten Fermente immer größer wurde, schlug der deutsche Physiologe Wilhelm Kühne (1837 - 1900) vor, nur für jene Prozesse das Wort Ferment zu benutzen, die einen Lebensvorgang erforderten. Die außerhalb der Zelle arbeitenden Katalysatoren sollten als "Enzyme" (Sauerteig) bezeichnet werden.

Gegen Ende des neunzehnten Jahrhunderts erkannten die Chemiker, dass alle Fermente ihre Arbeit auch im Reagenzglas verrichteten konnten. Die Bezeichnung Enzyme ersetzte allmählich die Fermente. Es setzte sich auch die Erkenntnis durch, dass die Zelle keine Chemikalien enthielt, die nur in Gegenwart dubioser Lebenskräfte reagieren konnten. Es wurde nun allgemein anerkannt, dass das Leben denselben Gesetzen gehorcht, die auch die unbelebte Natur beherrschen. Das war der Startschuss für die Biochemie.

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.