Arzneimittellherstellung: Biochemiker entwickeln ein Superenzym

Seit Jahrhunderten setzen die Menschen bei der Herstellung von Bier und Käse auf Biotechnologie. Sie nutzen dazu Enzyme von Bakterien und Hefen. Auch heute setzt die Industrie zum Beispiel bei der Herstellung von Arzneimitteln auf Enzyme. Wissenschaftler um Biochemie-Professorin Rita Bernhardt von der Universität des Saarlandes arbeiten in einem neuen Forschungsprojekt an einem Superenzym, das Produkte effizienter umsetzen soll. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Vorhaben für drei Jahre mit etwa 1,3 Millionen Euro. Neben Biochemikern und Bioinformatikern der Saar-Uni sind auch Wissenschaftler der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf sowie der Universität Leipzig beteiligt. Zum Projektstart treffen sich die Beteiligten am 5. Februar auf dem Saarbrücker Campus.

„Bei Enzymen handelt es sich um Proteine, die eine biochemische Reaktion katalysieren“, erklärt Biochemie-Professorin Rita Bernhardt, die das neue Forschungsprojekt koordiniert. Bei vielen biotechnologischen Prozessen, die in der Industrie zum Einsatz kommen, spielen Enzyme eine entscheidende Rolle. Wie im menschlichen Stoffwechsel auch sind meist mehrere Enzyme an komplexeren Prozessen beteiligt. So finden sich in Waschmitteln beispielsweise verschiedenen Typen von Enzymen, die Fette oder Eiweiße abbauen und so helfen, Schmutzrückstände zu entfernen.

Zusammen mit Saarbrücker Bioinformatikern um Privatdozent Michael Hutter und Wissenschaftlern der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (Professor Vlada Urlacher) sowie der Universität Leipzig (Professor Roger Gläser) wollen die Biochemiker um Bernhardt ein Superenzym herstellen. Das Enzym soll aus vielen Untereinheiten bestehen und mehrere Reaktionen parallel katalysieren. Damit die Industrie den Enzymkomplex besser handhaben kann, soll er auf einer speziellen Oberfläche aufgebracht werden.

Um effizient zu arbeiten, benötigen viele Enzyme außerdem sogenannte Koenzyme. Diese kleinen Moleküle haben oft ein sehr niedriges Reduktionspotential, das heißt, sie sind energiereich. Diese gespeicherte Energie können solche Koenzyme auf das Enzym übertragen, das so eine bestimmte biochemische Reaktion katalysieren kann. Damit das Enzym fortlaufend arbeiten kann, muss das Koenzym aber wieder „Energie tanken“. Dies tut es, indem es Elektronen oder Protonen aufnimmt. Hier wollen die Saarbrücker Wissenschaftler und ihre Kollegen ansetzen und die Koenzyme in einer Art Käfig einsperren. „Der Enzymkomplex soll so gebaut sein, dass sich die Koenzyme möglichst schnell regenerieren können, um für die biochemische Reaktion wieder zur Verfügung zu stehen“, berichtet Bernhardt. „Auf diese Weise könnten biotechnologische Prozesse in der Industrie deutlich optimiert werden.“

Rita Bernhardt und ihr Team forschen bereits seit Jahren in der Enzymologie. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Forschungsprojekt für drei Jahre mit insgesamt 1,3 Millionen Euro, wovon über 600.000 Euro an die Saar-Uni gehen.

Weitere Informationen:

Lehrstuhl für Biochemie
Prof. Dr. Rita Bernhardt
Tel.: 0681 302 4241
E-Mail: ritabern(at)mx.uni-saarland.de

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