Ausgabe1/2013 - Universität Rostock

Licht als Schalter
Wie Laserlicht als Fernsteuerung für enzymatische
Reaktionen dienen kann
Ulrich Vetter
Licht anschalten. Das ist jedermann ge-
als Schalter nutzen kann, bedarf der Erklärung.
Angesiedelt zwischen Chemie,
Biotechnologie und Physik, eben interdisziplinär,
ist dieses Forschungsgebiet
und beschäftigt sich damit, mittels
Laserlicht enzymatische Reaktionen
auszulösen, die in das große Reich der
Katalyse gehören. „Wir wollen diese
Reaktionen gezielt anschalten können,
also verstehen und steuern lernen“, sagt
Diplomchemikerin Stefanie Kohse, die
gerade an der Interdisziplinären Fakultät
kurz vor der Verteidigung ihrer Doktorarbeit
steht. Kann ein Enzym durch
optische Schalter aktiviert werden?
Überleben Enzyme ultrakurze hochenergetische
Laserpulse? Diese Fragen
beantwortet Stefanie Kohse mit einem
klaren „Ja“.
Das Vorbild in der Natur liefert die Pho-
den
könnte. Es ist die bei der Verwendung
hochenergetischen Laserlichts
mögliche sprunghafte Veränderung
chemischer Prozesse, die Wissenschaftler
wie Stefanie Kohse interessiert.
„Wie aus einer basischen Lösung
eine saure wird oder aus einer sauren
eine basische, das wissen wir. Wie man
das nutzen kann, um extrem schnell
ablaufende molekulare Prozesse bewusst
zu steuern, das müssen wir noch
erforschen“, so Kohse. Fest steht aber:
bestimmte chemische Substanzen können
durch Bestrahlung mit Laserlicht
Protonen freisetzen und somit saure
pH-Werte erzeugen. Den Wechsel des
pH-Wertes kann man nutzen, um Enzyme
anzuschalten und so Reaktionen
zu starten. „Damit steht eine einfache
Methode zur optischen Enzymaktivierung
zur Verfügung. Die genaue Abstimmung
der Photolyse, das heißt Anregungsdauer
und Wellenlänge sowie
des Enzymsystems, also Reaktanden
rechts: Stefanie Kohse im Labor der Analytischen, Technischen und Umweltchemie
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