Forschung an Eiweissmolekülen : Lübecker Wissenschaftler dürfen den Röntgenlaser XFEL als erstes nutzen

Prof. Dr. Lars Redecke leitet die Forschergruppe der Universität zu Lübeck und dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY).

Prof. Dr. Lars Redecke leitet die Forschergruppe der Universität zu Lübeck und dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY).

Die Wissenschaftler wollen mit ihrer Arbeit fehlerhafte Proteine blockieren. So sollen Medikamente besser wirken können.

shz.de von
01. September 2017, 13:20 Uhr

Lübeck/Hamburg | Lübecker Biochemiker wollen vom 14. September an mit dem neuen Röntgenlaser XFEL die dreidimensionalen Strukturen von Eiweißmolekülen erforschen. Damit sei die Forschergruppe der Uni Lübeck und des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (Desy) die erste, die die am Freitag eröffnete Anlage nutzen werde, sagte ein Sprecher der Universität Lübeck am Freitag.

Die Wissenschaftler um Lars Redecke vom Lübecker Institut für Biochemie wollen mit Hilfe des Röntgenlasers die Struktur von Proteinen erforschen. Ihr Ziel ist die Entwicklung von Hemmstoffen, die fehlerhafte Proteine blockieren sollen. Dies sei bei vielen Erkrankungen beziehungsweise auch bei Infektionen notwendig, wenn Proteine fehlerhaft arbeiten oder zum „Eindringling“ gehören.

So funktioniert die Untersuchung

Die Proteine sind so klein, dass sie durch Mikroskope nicht direkt sichtbar gemacht werden können, heißt es bei der Uni Lübeck. Deshalb bedienen sich die Forscher der Röntgenbeugung als indirekte Methode: „Die Proteine werden zunächst kristallisiert, um einen Verstärkungseffekt des Signals zu erhalten, und dann mit hochenergetischer Röntgenstrahlung bestrahlt.“ Der Röntgenlaser erzeugt ultrakurzen Blitze, die dreidimensionale Aufnahmen in atomarer Auflösung möglich machen. Die Strahlung werde durch die Atome des Proteins abgelenkt und könne schließlich als spezifisches Muster auf einem Detektor sichtbar gemacht werden. Das Team war bereits 2009 beim Start des ersten Röntgenlasers in Stanford in den USA beteiligt.

Durch die hohe Auflösung des XFEL könnten jetzt dynamische Prozesse wie in einem Film sichtbar gemacht werden, sagt Anton Barty vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (Desy). Die Molekülstruktur von Proteinen zu kennen sei wichtig, um neue Arzneien zu entwickeln, sagt Barty. Ob ein Molekül an ein anderes andocken kann, sei ganz entscheidend für die Wirksamkeit eines Medikaments. Barty denkt an Mittel, die Antibiotika-Resistenzen überwinden können, an neue Schmerzmittel oder sogenannte Designer Drugs mit weniger Nebenwirkungen.

Ein weiteres Forschungsfeld seines Teams ist die Untersuchung der Photosynthese in Pflanzen. Barty hofft auch hier auf Filme, die diese Prozessn „in action“ zeigen. Möglicherweise könnten die Bilder des XFEL dazu beitragen, die Photosynthese eines Tages technisch zu nutzen.

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