Thematischer Hintergrund

Evolution im Reagenzglas – Maßgeschneiderte Enzyme

Sie zählen zu den Makromolekülen der Zelle, beschleunigen chemische Reaktionen und kommen in allen Organismen vor: Enzyme gehören zu den wichtigsten Steuerungseinheiten im Stoffwechsel. Egal ob Verdauung, Muskelbewegungen oder Genexpression – überall haben Enzyme ihre „Finger im Spiel“.

Doch nicht nur für Natur und Mensch sind sie unentbehrlich. Da sie äußerst umweltfreundlich arbeiten und ohne giftige Lösungsmittel funktionieren, gelten sie auch als ideales Werkzeug für die die chemische Industrie, speziell die Weiße Biotechnologie. Um die Biobeschleuniger zur Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen, Biokraftstoffen oder Waschmitteln nutzen zu können, müssen Chemiker die in der Natur vorkommenden Enzyme meist modifizieren und optimal an ihre Bedürfnisse anpassen.

Eine neue, effektive Methode, um Enzymen anzupassen, haben Max-Planck-Wissenschaftler entwickelt. Sie orientierten sich dabei am Vorbild der Natur und ahmten die Prinzipien der Evolution im Reagenzglas nach – allerdings mit System. Bei dieser so genannten gerichteten Evolution entstehen im Idealfall Enzym-Mutanten mit besonderen Eigenschaften: beispielsweise Lipasen mit sehr hoher Enantioselektivität, die auch in der künstlichen Laborumgebung Fette in Glycerol und Fettsäuren zerlegen können...

Eine Auseinandersetzung mit dem Thema „Evolution im Reagenzglas“ unterstützt den Wissenstransfer aus der Forschung in die Schule. Sie sorgt aber auch dafür, dass die Schüler Themen, die in ihrem Alltag in Zukunft möglicherweise eine wichtige Rolle spielen, frühzeitig kennen lernen und sich so eine fundierte eigene Meinung dazu bilden können.

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