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Immer der Nase nach – ein Enzym-Screenings der besonderen Art
von Katrin Weinhandl
Ich habe mein Mikrobiologie-Studium an der Karl-Franzens-Universität Graz abgeschlossen und arbeite nun seit etwa 7 Jahren am Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib). Seit etwa einem halben Jahr betreue ich mit einer kleinen Gruppe den acib-eigenen Blog, wo wir regelmässig über aktuelle Entwicklungen in der Biotechnologie berichten.
WissenschaftlerInnen schlagen oft sehr kreative Wege ein, um in ihrer Forschung voranzukommen, so auch ForscherInnen der Biotechnologie. Schon einmal daran gedacht, auf seine fünf Sinne zu vertrauen, wenn man sich auf die Suche nach neuen Enzym-Vertretern begibt? Mit ein bisschen Glück „erschnüffelt“ man sich seinen Biokatalysator sogar bei einem Waldspaziergang.
„Größer“ – „Schneller“ – „Weiter“ sind bekannte Schlagworte unserer Leistungsgesellschaft. In der industriellen Biotechnologie werden diese Begriffe durch „energieeffizienter“, „umweltfreundlicher“ oder „grüner“ ersetzt. Die großen Ideen und Innovationen für die Verbesserung von industriellen Prozessen liegen oft direkt vor uns; wir müssen sie uns nur von der Natur abschauen und – hier liegt oft die Schwierigkeit – vor allem erkennen.
Suchen ForscherInnen nach speziellen enzymatischen Funktionen, werfen sie oft einen Blick auf Flora und Fauna und holen sich diese natürlichen Technologien ins Labor.
Eine spezielle Verteilungsstrategie vieler Pflanzen ist beispielsweise die Herstellung von Cyaniden (besser bekannt als Blausäure). Pflanzen setzen Blausäure frei und halten sich so ihre natürlichen Feinde vom Leib. Das Enzym für die Freisetzung der Blausäure nennt man Hydroxynitrillyase (HNL). Im Labor hat man herausgefunden, dass HNL auch zur Rückreaktion befähigt ist, also der Bindung von Cyanid an bestimmte Moleküle. Darüber freut sich die pharmazeutische Industrie, denn durch diesen Prozess können wertvolle Bausteine für zB Medikamente oder Vitaminpräparate synthetisiert werden. Doch wie findet man nun Pflanzen, die HNL freisetzen?
… und das Gute liegt so nah
Der Vorteil bei der Suche nach geeigneten HNL-Lieferanten ist die Tatsache, dass Blausäure einen charakteristischen Bittermandelgeruch hat. Man findet sie in vielen Fruchtkernen von Rosengewächsen (zB Pfirsich, Marille, Sauerkirsche) aber auch in den Blättern und Blüten von Süßgräsern, einigen Hülsenfrüchten oder Farnen. ForscherInnen haben sich also auf ihrer Suche nach einer neuen HNL-Funktion als erstes in den Wald begeben und nach möglichst intensiv riechenden Pflanzen gesucht. Blausäure ist zwar bekanntlich giftig, aber die Dosis, die man dabei im Wald einatmet, ist absolut unbedenklich.
Der am intensivsten riechende Farn wurde mit ins Labor genommen und einer genaueren Untersuchung unterzogen (Transkriptom- und Proteomanalysen, 3D-Struktur, biochemische Charakterisierung). Auf diese Art und Weise konnten bereits einige HNL-Vertreter entdeckt und der Einsatz von HNL in industriellen Herstellungsprozessen ständig verbessert werden. Somit sind wir dem Credo „energieeffizienter“, „umweltfreundlicher“ und „grüner“ wieder ein Stückchen näher gekommen – und die Luft, die wir bei unserem Waldspazierung einatmen, wird zudem wieder ein klein wenig klarer.
… ich dachte erst die seite 2 wird nicht angezeigt
aber das war wirklich mal kurz.
selbst zum ‚anfixen‘ war mir das etwas zu knapp.
– was macht die industrie mit dem HNL
– gibts es noch anderes zu ‚erschnüffeln‘
– was unterscheidet HNL dann von anderen Duftstoffen
ist ja wohlformuliert, gutes thema, das aber genügt mir hier nicht.
ein fragender leser, zurückgelassen noch vor der seite 2.
@Mars
Dieselben Gedanken hatte ich auch. Ein Blogartikel muss ja nicht immer sehr lang sein. Aber hier bleibe ich mit einem großen „Und?“ zurück und warte auf die Fortführung.
Ganz nett. Mir fehlt (nicht nur eine zweite Seite 🙂 ) der Vergleich: wie effektiver etwa die menschliche Nase dabei ist im Gegensatz zu einem Labor, einem Sensor etc.
Was mir auch ein gaaanz kleines bisschen aufgestoßen ist: die Überschrift enthält einen Fehler. „ein Enzym-Screenings“ – entweder ist das Plural-S falsch oder ein Bindestrich fehlt und das E in Großbuchstabe – und es sollte „Ein-Enzym“-Screenings heißen, wenn denn „Ein-Enzym“ ein fester Begriff wäre 🙂 . Oder mir wäre entgangen, dass „Screenings“ wissenschaftlich als Singularwort verwendet wird.
Dennoch: gutes Thema.
Katrin W.,
Zum Suchen von bestimmten Pflanzen bzw. Wirkstoffen könnte man verstärkt Tiere einsetzen.
z.B. Pandabären oder Koala Bären, also Tiere, die sich ausschließlich von einer Pflanzenart ernähren.
Nur so als Gedankensplitter.
Ein paar Erläuterungen mehr hätten auch nicht geschadet. Es weiß nicht jeder, was Transkriptom- und Proteomanalyse ist.
Schade sehr kurz. Das ganze Weiterführende ist hinter dem Link „Forscherinnen“ versteckt. Da muss man erst mal drauf kommen. Den Inhalt der verlinkten Arbeit , doofis wie mir näher zu bringen, wäre doch eigentlich der Sinn so eines Artikel. Z.b das es anscheinend nicht nur ein HNL gibt ?? Und das diese HNL’s für unterschiedliche Aufgaben, unterschiedlich geeignet sind ??
Die Variante scheint mir wahrscheinlicher, Cornelia, und ja, das stört.
Mindestens so störend ist, daß überhaupt kein Enzym-Screening beschrieben wird, sondern ein Proxy-Screening, das Durchforsten der Forste nach unüberriechbaren Spuren von Blausäure (im Lebensmittelbereich typischer- und sinnvollerweise BenzAldehyd). Das aber ist ein allgemein bekanntes Geschehen, da braucht es dann nach der Einführung ins Drumrum-Thema wahrlich keinen längeren Text.