Die Zuckerseiten der Proteine

28. Jänner 2014, 20:19
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Der Biotechnologe Thomas Eixelsberger untersucht Enzyme und ihre Funktionen

Thomas Eixelsberger trinkt seinen Kaffee ohne Zucker. In seiner Forschung jedoch beschäftigt er sich täglich mit dem "Anzuckern", der Glykosylierung. Biologisch aktive Zuckermoleküle sind unerlässlich für die Funktionstüchtigkeit von Proteinen. Sie heften sich als Etikett, Anker oder Stütze an. Art und Ausmaß der Anzuckerung werden durch chemische und enzymatische Prozesse gesteuert.

Wie genau die dafür nötigen Enzyme funktionieren, erforscht Eixelsberger an der TU Graz. Fehlen diese Enzyme oder werden zu viel davon produziert, kann das Krankheiten auslösen. In seinem Forschungsprojekt widmet sich der Klagenfurter der Umsetzung der sogenannten UDP-Glucuronsäure zu UDP-Xylose und dem dazugehörigen Enzym UDP-Xylose-Synthase beim Menschen.

Die Reaktion erfolgt in mehreren komplizierten Teilschritten und mündet in eine Vorläufersubstanz für den Aufbau des Bindegewebes und die Kommunikation zwischen verschiedenen Zellen. Eine andere Forschungsgruppe konnte am Modell der Zebrafische zeigen, dass das Knochengewebe bei einem Mangel an Synthase fehlerhaft gebildet wird.

Der 26-jährige Biochemiker leistet "Detektivarbeit" mit einem Köcher voller Ermittlungsmethoden mit klingenden Namen (Hochleistungsflüssigchromatografie, Kapillarelektrophorese, fotometrische Messungen und in Kooperation mit der Uni Wien Kernspinresonanz-Spektroskopie). Schlussendlich geht es darum, biologische Prozesse auf molekularer Ebene besser zu verstehen. Dazu werden etwa Enzymvarianten hergestellt, die sich in einer oder mehreren Aminosäuren vom Ursprungsenzym unterscheiden. Dann wird gemessen, ob diese noch die gesamte Reaktion, nur Teilschritte oder überhaupt eine andere Reaktion katalysieren.

Ein wichtiger Teil von Eixelsbergers Arbeit ist es, Prozesse auszutüfteln, mit denen teure oder rare Ausgangsstoffe für Reaktionen günstig hergestellt werden können. So ist UDP-Xylose, ein Ausgangsstoff der Reaktion, schwer erhältlich und schlägt mit mehr als 450 US-Dollar für zehn Milligramm zu Buche. UDP-Glucuronsäure kostet in Mengen weit unter einem Gramm einige hundert Euro.

Angesichts von Meldungen über die Bildungsmisere und den Nachwuchsmangel im Bereich von Technik und Naturwissenschaften nennt der Doktorand eine gute Lehrerin und seine Fachbereichsarbeit als Einstiegsdroge in das Fach Chemie, wobei er sich bald auf Biochemie und Biotechnologie spezialisierte. Nach der Matura folgte er dem guten Ruf des "Nawi Graz" -Projekts, einer fachübergreifenden Ausbildung an der Karl-Franzens-Universität und der TU Graz. Er ist auch Mitglied des vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Doktoratskollegs "Molekulare Enzymologie".

Schon nach der Matura interessierte er sich für Forschung, nach dem Bachelor konnte er sich vorstellen, Wissenschafter von Beruf zu werden. Grundkenntnisse in Rechts- und Wirtschaftswissenschaften konnte er in seiner Masterarbeit zur Abschätzung der wirtschaftlichen Effizienz eines Prozesses nutzen. Nach dem Doktorat und vier Jahren universitärer Forschung ist er nun durchaus bereit für eine neue Herausforderung - etwa in der biotechnologischen Industrieforschung. (Astrid Kuffner, DER STANDARD, 29.1.2014)

  • Thomas Eixelsberger erkundet biologische Prozesse.
    foto: privat

    Thomas Eixelsberger erkundet biologische Prozesse.

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