02.02.2012
Blitzschnell - mit THz-Pulsen die Änderung des Wassers verfolgen
Prof. Martina Havenith , Ruhr-Universität Bochum, Physikalische Chemie II - Laserspektroskopie und Biophotonik
Fast alle biologischen Prozesse finden im Wasser statt. Dennoch zeigen die meisten Biologiebücher Wasser nur als schwarzen Hintergrund - im Vordergrund stehen die Proteine. Neuere Forschungen weisen in eine andere Richtung: Wasser wird zunehmend vom passiven Zuschauer zum aktiven Mitspieler. Die Terahertz-Spektroskopie vermittelt einen neuen Blick auf das Wasser als "Matrix des Lebens". Am Beispiel von Matrix-Metalloproteasen (MMP), Enzymen von zentraler medizinischer Bedeutung, untersuchen Bochumer Forscher gemeinsam mit Kollegen vom Weizmann Institut, Israel, und vom University of Texas Health Science Center, welche Rolle Wasser bei wichtigen biologischen Funktionen tatsächlich spielt. Den Einfluss des Wassers auf molekularer Ebene möchte nun ein internationaler Forschungsverbund - im beantragten Exzellenzcluster RESOLV der Ruhr-Universität - verstehen.
Wenn sich Biomoleküle wie bei der Proteinfaltung umordnen, aneinander binden oder in größeren Einheiten aggregieren (wie z.B. bei der Nervenkrankheit Alzheimer), geschieht dies immer im Wasser. Doch welche Rolle kommt den Wassermolekülen dabei zu? Bilden sie nur den beweglichen Hintergrund, sind sie passive Zuschauer oder sind sie aktive Mitspieler, die das Geschehen entscheidend mitgestalten? Welche Rolle spielt das Wasser bei der Proteinfaltung oder bei der Bindung zwischen Biomolekülen? Wenn das Wasser eine aktive Rolle hat und die Prozesse beeinflusst, geschieht dies zufällig, oder beeinflusst das Protein das Wasser in seiner Umgebung so, dass die entsprechende Funktion optimal unterstützt wird? Die Evolution hat im Wasser stattgefunden. Ist es daher nicht naheliegend, dass auch das Wasser in die Prozesse der Natur einbezogen wurde?