Auch im Bereich Chemie gibt es in diesem Jahr drei Preisträger, die alle aus dem Bereich der Biochemie kommen. Der Amerikaner John Fenn und der Japaner Koichi Tanaka entwickelten Methoden, mit denen Eiweiße und andere große Bio-Moleküle analysiert werden können. Der dritte Preisträger, der Schweizer Kurt Wüthrich von der ETH Zürich, verfeinerte die Methode der kernmagnetischen Resonanz so weit, dass die dreidimensionale Struktur solcher Moleküle in ihrer natürlichen Umgebung sichtbar gemacht werden kann.
John Fenn (85), emeritierter Professor der Yale University und der 43-jährige Tanaka von der Shimadzu Corporation in Kyoto entwickelten Ende der 80er Jahre zwei Analysemethoden für große Moleküle, die heute zu den Standardtechniken der Zunft gehören und es ermöglichen, bestimmte Eiweiße selbst in lebenden Zellen zu identifizieren.
Beide Methoden benutzen die Massenspektrometrie, um die Art der Moleküle zu bestimmen. Dabei werden Moelküle ionisiert und durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Von der Ladung und der Masse der Moleküle hängt es ab, wie schnell sie fliegen und wann sie einen Detektor erreichen. Vor den Erfindungen von Fenn und Tanaka funktionierte die Massenspektrometrie allerdings nur mit relativ kleinen Molekülen.
Fenn gelang es 1988, Eiweißlösungen mit der von ihm entwickelten “elektrischen Sprüh-Ionisation” in geladene, schwebende Tropfen umzuwandeln, aus denen das Lösungsmittel verdampfte, so dass einzelne Eiweiß-Ionen übrig blieben, mit denen dann die Massenspetrometrie durchgeführt werden konnte.
Bei Koichi Tanakas “weicher Laser-Desorption” werden die gesuchten Moleküle mit einem Laser verdampft. Die Methode kann sogar bei lebenden Zellen angewandt werden. Das hat zu verbesserten Diagnose-Methoden für Malaria und verschiedene Krebsarten beigetragen.
Der dritte Preisträger, der 64-jährige Klaus Wüthrich, verbesserte die komplizierte Methode der kernmagnetischen Resonanz. Auch komplizierte Moleküle wie das BSE-Prion oder der Blutfarbstoff Hämoglobin können mit ihrer Hilfe mittlerweile recht einfach dreidimensional dargestellt werden. Vor Wüthrichs Forschungsarbeiten Mitte der 80er Jahre konnte die dreidimensionale Struktur von Molekülen nur ermittelt werden, indem man den Stoff kristallisierte.
Bei Wüthrichs Methode ist es auch möglich, Stoffe in Lösung zu untersuchen. Dadurch wird es möglich, die veränderlichen Teile eines Moleküls in seiner natürlichen Umgebung zu “sehen”, was dabei hilft, die Wechselwirkung verschiedener Proteine in einer Zelle zu verstehen.
Ute Kehse
