PUTZ 8/00

Chemie im Dreierpack

Professoren hielten Antrittsvorlesungen

“Trinken Sie mehr Kaffee”, riet Torsten Linker, seit April des Jahres Professor für Organische Chemie an der Universität Potsdam, seinen staunenden Zuhörern im überfüllten Chemie-Hörsaal des Verfügungsgebäudes. Er eröffnete eine Veranstaltung, bei der sich drei neue Chemieprofessoren den Kollegen und Studierenden vorstellten. Der Rat zum erhöhten Kaffeekonsum war vielleicht eher eine Erklärung für die Mitarbeiter, aber er enthielt auch ein Körnchen Wahrheit.

Radikale in lebenden Organismen

Torsten Linker sprach über den Schaden und Nutzen reaktiver Radikale in lebenden Organismen- das sind Atome, Moleküle oder Ionen, die ein

Radikale Wirkungen haben können, unter­

Dass auch positive

strich Torsten Linker in seiner Antrittsvorlesung. Foto: Fritze

ungepaartes Elektron haben. Kaffee enthält. verschiedene Antioxidantien und ist bestens dazu geeignet, schädlichen Radikalen- im Körper das Handwerk zu legen.

Doch zunächst zur Ursuppe, jenem Gemisch aus Gasen und Wasserdampf, das vor etwa vier bis fünf Milliarden Jahren die Erde umhüllte. Damals könnten Radikale sich positiv auf die

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Entstehung des Lebens aus­gewirkt haben. Erzeugt durch Strahlung aus dem All, waren es die Radikale, die sich zu Aminosäuren zusammen­schlossen und damit die ersten Bausteine des Lebens bildeten— so jedenfalls erklärt es eine unter mehreren Theorien zur Entstehung des Lebens.

Auch heute noch gibt es positive Beispiele für die Wirkung von Radikalen. Linker nannte die Photosynthese, die Reaktion, mit der Pflanzen die Energie des Lichts und das Kohlendioxid (CO2) aus der Luft nutzen, um Kohlenhydrate herzustellen. Auch die Atmung, die hin­sichtlich des Sauerstoff- und CO2-Umsatzes als Umkehrung der Photosynthese betrachtet werden kann, funktioniert nur in Anwesenheit von Radikalen. Das Prinzip dabei bleibt immer das Gleiche: All diese Prozesse benötigen Energie. Der Energietransport wird von den Elektronen übernommen, welche auf ihrem Weg durch die Zelle die freien Bindungsplätze der Radikale nutzen.

Wie nahe die positive und die negative Wirkung der Radikale beieinander liegen können, er­klärte Linker am Beispiel des Enzyms“Cytochrom P450”. Im Stoffwechselprozess ist dieses Enzym verantwortlich für die Ausscheidung von schädlichen Substanzen und hat somit eine

wiederum

für den Körper nützliche Funktion. Dies ändert sich, wenn der Mensch über Luft

oder Nahrung bestimmte Stoffe zu sich: nimmt. So‘ ist zum Beispiel in Autoabgasen und im Zigarettenrauch so genanntes Benzoapyren enthalten. Kommt dieses mit Cytochrom P450 in Verbindung, entsteht ein krebs­erregendes Epoxyd.

Auch den OH-Radikalen, die aus je einem Atom Wasserstoff und Sauerstoff aufgebaut sind, werden viele schädigende Wirkungen nachgesagt. Sie verursachen Entzündungen, Krebs und sind für Alterungsprozesse verant­wortlich. OH-Radikale können

entstehen; wenn den

Wassermolekülen im Körper durch energiereiche Strahlung, wie beispielsweise Röntgenstrahlung, ein Wasserstoffatom entzogen wird. Aber auch, wenn die chemischen Prozesse während der Atmung gestört sind, entstehen anstelle von harmlosen Wassermolekülen OH-Radikale.

Fatale Folgen kann der Kontakt einer DNA mit einem OH­Radikal haben. Die reaktiven Moleküle sind in Lage, einzelne Basen zu schädigen. Sie bestimmten

der

können unter Bedingungen aber auch an die Zuckermoleküle koppeln, die zusammen mit Phosphatmolekülen das Rückgrat der DNA bilden, und einen Bruch der DNA verur­

sachen.

Gerade hier kann die an sich schädigende Wirkung der Radikale doch wieder segens­reich werden, So finden sie beispielsweise in der

Krebstherapie Anwendung. Das Problem aber liegt darin, dass

die Radikale nicht zwischen Tumorzellen und gesunden Zellen unterscheiden können,

also beide schädigen. Da sich allerdings Krebszellen schneller teilen, sind sie für die Radikale öfter angreifbar.

Ein fernes‘ Ziel ist. die Entwicklung spezifischer Radikale, die nur Tumorzellen erkennen. Mögliche

Ansatzpunkte sind die zwischen

gesunden und Tumorzellen unterschiedlichen pH-Werte und deren verschiedene

Oberflächenstruktur.

Schnelle Elektronen und Öölige Böden

Wie kann man ohne viel Aufwand und umständliche Analysen herausfinden, ob ein Boden mit giftigen Substanzen verseucht ist?_Hans-Gerd Löhmannsröben, der seit April 2000 Professor für Physikalische Chemie an der Uni Potsdam ist, fand eine Lösung. Er entwickelte zusammen mit seinen Erlanger Kollegen und einer Wilhelmshavener Firma OPTI­MOS;,- das“Oil Pollution Transportable Independent

Monitoring System”. Von aufsen OPTIMOS, das]

seiner

sieht Löhmannsröben zu

Interessiert sich für sch Elektronen und ölige Böden: Hans Gerd Löhmannsröben. Foto: zn

Antrittsvorlesung mitgebrac hatte, ein we Kasten, den einige Schläuc! erinnert vielle:ch einen überdime!

aus, wie verlassen. Es ein wenig an

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OPTIMOS- hat; es An. Sich Ausgestattet mit Laser Detektor, Lichtwellenleiter'

und mehr dient es dazu, Ölver schmutzten Böden vor Ort un ohne Entnahme von Proben au die Spur zu kommen. Wie da funktioniert, erklärte Hans-Ger‘ Löhmannsröben in; seine Antrittsvorlesung.

Das Verfahren eignet sich\ allem zum Nachweis vo! polyzyklischen aromatische Kohlenwasserstoffen(PAK), vo denen einige unter der Verdacht stehen, krebserrege" zu wirken. In gesetzliche Verordnungen sind deshalb fü besonders kritische Gebiete, W beispielsweise Böden...‘ Kindergärten, extrem gering Grenzwerte festgelegt. Um die Verunreinigung!" Boden finden zu können, mad! sich Löhmannsröben eine d charakteristischen Eigenschaft“ der PAK zunutze. Werden* mit intensivem Licht der rich"

Fortsetzung auf Seite 21