Neue Technologien: Protein-Strukturen

Begriffe wie „Eiweiß“ oder „Protein“ gebrauchten früher nur Ernährungswissenschaftler – und Werbeleute. „Mit Proteinen angereichert“ verkauft sich alles besser, Kinderriegel, Mixgetränke und Haarwaschmittel. Mit den Vitaminen fielen sie in die Kategorie „eigentlich überflüssig“. Das hat sich geändert. Auf die spannende Frage, wofür denn die Erbinformation auf den Chromosomen eigentlich steht, bekommt man immer die Antwort: Proteine. Genauer: Baupläne für Proteine, die auf Anweisung der DNA in den Zellen hergestellt – synthetisiert – werden. Proteine – soll das wirklich alles sein? Das Höchste, was sich die Genforschung erträumen kann, wäre demnach zu wissen, welche Proteine von den einzelnen Abschnitten der DNA jeweils in Auftrag gegeben werden. Na und? fragen wir uns. Chemische Formeln sind ganz schön und sicher besser als der riesige Haufen Buchstabensalat, den uns das Human Genom Project hinterlassen hat. Aber leben, lieben, sprechen, denken, alles durch Proteine? Doch so ist es gemeint, wenn von der genetischen Anlage zu Wutausbrüchen oder zu mathematischen Glanzleistungen die Rede ist. Denn wie sollte es sonst gemeint sein? DNA-Moleküle können nicht brüllen oder rechnen, sie bezeichnen nur Aminosäuren, und Aminosäuren können nur Proteine bilden. Worin besteht nun das Geheimnis dieser Aminosäuren, von denen 100 zusammenkommen müssen, um ein Protein bzw. Eiweiß zu bilden? Denn ein Geheimnis muß es geben. Die Bestandteile sind denkbar trivial, Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Die Reihenfolge, die sich damit bilden läßt, ist begrenzt, es gibt nur 20 verschiedene Aminosäuren. Die unglaubliche Vielfalt an Funktionen kommt durch eine einzige Eigenschaft zustande: die Faltung, Strukturbildung, der 3-D-Effekt. Denn jede neue Anordnung bringt bei gleicher Zusammensetzung ganz neue Eigenschaften des Stoffes mit sich. Bei den Proteinen ergeben sich riesige Molekül-Knäule, in denen jeder Winkel berechnet sein will, um die genaue Funktion zu ermitteln. Jetzt wissen wir endlich, wozu die superschnellen Computer da sind. Doch die Programme haben sich bisher noch als unzureichnend erwiesen. Carlos Simmerling von der State University of New York hat jetzt versuchsweise für ein künstliches Protein die gegenseitigen Anziehungs- und Abstoßungskräfte systematisch in Betracht gezogen, so daß der Computer aus der Sequenz der Aminosäuren allein die räumliche Struktur des Moleküls errechnen konnte. Wie schnell solche Fragen in den Alltag reichen können, zeigt das Beispiel Alzheimer. Im Gehirn von Alzheimer-Patienten finden sich deutlich sichtbare Ablagerungen, sogenannte Plaques. Sie bestehen aus Proteinen, die sich „unerlaubt“ zusammengeknäult haben. Also nicht die Zusammensetzung ändert sich gegenüber dem gesunden Zustand, sondern nur die Struktur. Kleiner Fehler, große Wirkung

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