Der Fisch und das Gift

Im Jahr 1995 verübten Terroristen mit dem Nervengas Sarin einen Anschlag auf die U-Bahn in Tokyo. Nichts damit zu tun hatte der Mittelmeer-Tintenfisch Loligo vulgaris. Jetzt ist das Meerestier denjenigen Forschern allerdings eine große Hilfe, die Gegengifte entwickeln, mit denen im Ernstfall die tödliche Wirkung eines Gases ausgeschaltet werden kann.

Der Tintenfisch besitzt nämlich ein in der Tierwelt ungewöhnliches Enzym: DFPase. Dieses Enzym ist in der Lage, hochtoxische Nervenkampfstoffe wie Sarin schnell und effizient zu entgiften. Einer Gruppe von Forschern am Institut für Biophysikalische Chemie der Goethe-Uni Frankfurt, dem Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Bundeswehr in München und des Los Alamos National Laboratory in den USA ist es nun gelungen, die Bestimmung der Enzym-Struktur mit Hilfe von Neutronenbeugung zu erkennen. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Im Gegensatz zur üblichen Strukturbestimmung mit Röntgenstrahlung können Neutronen auch kleine Wasserstoffatome sichtbar machen. Während Röntgenstrahlung mit den Elektronenhüllen wechselwirkt, und daher Atome mit vielen Elektronen am besten sichtbar macht, dringen die elektrisch neutralen Neutronen bis zu Atomkernen vor.

"Der Aufwand ist durchaus gerechtfertigt" erklärt der Frankfurter Juniorprofessor Julian Chen, der die Arbeit mit Heinz Rüterjans und Marc-Michael Blum publizierte, "auf der Grundlage der aktuellen Ergebnisse hat Marc-Michael Blum Veränderungen an der DFPase vorgenommen, die das Enzym sowohl schneller machen, als auch die Zahl der Substanzen erhöhen, gegen die die es wirkt." Diese Veränderungen geschehen durch eine gezielte Modifikation der Gen-Sequenz für das Protein, die in das Darmbakterium E. coli eingesetzt wird. Dieses produziert die DFPase unter Laborbedingungen in den gewünschten Mengen, so dass man nicht mehr darauf angewiesen ist, es aus Tintenfischen zu gewinnen. lem