Biologische Brücken bauen: Chemikerin findet ökologisches Werkzeug für Pharmaindustrie

Natürliches Werkzeug für nachhaltige Produktion: Lilla Gal hat ein neues Enzym für die Herstellung von Medikamenten oder Desinfektionsmittel gefunden und seine Struktur entschlüsselt. Foto: Uni Graz/Eklaude

Eine Beziehung auf eine solide Basis zu stellen, ist auch in der Chemie wichtig. Für die Herstellung von Medikamenten, Desinfektions- oder Pflanzenschutzmitteln muss man stabile Verbindungen zwischen Kohlenstoff-Atomen aufbauen. Herkömmliche chemische Methoden greifen auf umweltschädliche Reagenzien und Lösungsmittel zurück, um die gewünschte Reaktion durchzuführen. Dabei entstehen auch unbrauchbare Nebenprodukte. Die Chemikerin Lilla Gal hat ein Enzym gefunden, das denselben Prozess effizient und nachhaltig ablaufen lässt. Die Ergebnisse ihrer Forschung sind kürzlich im renommierten Journal Angewandte Chemie erschienen.

„Das Enzym, das wir gefunden haben und für unsere Untersuchungen verwenden, wird von einem Bakterium produziert“, erklärt Lilla Gal. Für die Reaktion braucht es lediglich eine wässrige Lösung und Temperaturen um die 30 Grad Celsius, also weder Chemikalien noch große Energiemengen. Das neu entdeckte Werkzeug kann beispielsweise in nur einem Schritt eine Substanz für ein Malaria-Medikament herstellen, und das völlig ohne Nebenprodukte. „Bei herkömmlichen Methoden entsteht rund 60 Prozent Abfall. Dieses perfekte Ergebnis hat uns selbst überrascht“, berichtet Gals Dissertationsbetreuer Wolfgang Kroutil.
Das Enzym kann weiters für die Produktion von Antifraßmitteln oder antibakteriellen Wirkstoffen eingesetzt werden. In einem nächsten Schritt versucht Gal nun, durch Manipulationen des Werkzeugs die Herstellung weiterer chemischer Verbindungen zu ermöglichen.

Gals Projekt ist Teil des europäischen Marie-Curie-Trainingsnetzwerks „BioDeCCodiNNg“, das sich damit beschäftigt, neue und umweltfreundlichere Wege zu finden, um Verknüpfungen zwischen Atomen herzustellen. Im Fokus stehen dabei Bindungen zwischen Kohlenstoff- oder Stickstoff-Atomen. Enzyme, also Werkzeuge der Natur, können solche Reaktionen meist besonders umweltschonend und effizient ermöglichen.

Publikation:
Lilla Gal, Suresh Rohan, Anna Zadlo-Dobrowolska, Bianca Hilweg, Judith Müller, Kai Tittmann, Wolfgang Kroutil: Biocatalytic Regioselective C-Formylation of Resorcinol Derivatives, Angewandte Chemie Volume 65, Issue 10

Dagmar Eklaude

Weitere Artikel

Leichter Lernen: Kann Experimentalunterricht Kinder mit Autismus fördern?

Wie können Schüler:innen mit Autismus positive Lernerfahrungen machen und gleichzeitig ihre sozialen Fähigkeiten verbessern? Forschende der Universität Graz untersuchen, was naturwissenschaftlicher Experimentalunterricht dazu beitragen kann. Erste Ergebnisse aus dem vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt zeigen, dass Kinder, je nach Ausprägung der Neurodiversität, unterschiedlich reagieren, Experimentalunterricht mit passendem Setting aber durchaus Potenzial hat. „Man darf Schülern und Schülerinnen mit Autismus durchaus mehr zutrauen, als das aktuell oft der Fall ist“, sagt Projektleiter Uwe Simon.

Ausgezeichnet nachhaltig: Sustainability Award 2024 für zwei Projekte der Uni Graz

Wie verringern große internationale Konferenzen ihren CO2-Fußabdruck? Und was kann der Mathematik-Unterricht zur Bildung für nachhaltige Entwicklung beitragen? Zwei Fragen, die an der Uni Graz beantwortet wurden. Die zugehörigen Projekte wurden am 26. November in Wien mit dem Sustainability Award 2024 in Silber prämiert. Der Nachhaltigkeitspreis für Österreichs Universitäten und Hochschulen wird vom Wissenschaftsministerium und dem Klimaschutzministerium vergeben.

Bienen unter Beobachtung: Uni Graz ermöglicht nie dagewesene Einblicke in den Hofstaat

Was tut sich in den Waben? Wie viele Eier legt die Königin? Welche Honigmenge ist vorhanden? Autonome Roboter und KI-Algorithmen liefern wichtige Daten und hochauflösende Echtzeit-Bilder aus dem Inneren eines Bienenstocks. „Wir haben in einem internationalen Team eine Game-Changer-Technologie für eine neuartige digitalisierte Verhaltensforschung entwickelt“, berichtet Biologe Thomas Schmickl vom Artifical Life Lab der Uni Graz. Welche Vielzahl von Informationen aus der bis jetzt einzigartigen Forschungsanlage gewonnen werden, beschreibt die Publikation, die soeben als Titelgeschichte im Fachjournal „Science Robotics“ erschienen ist.

Forschung für gesundes Altern: FWF fördert Cluster of Excellence “MetAGE” mit 18 Mio. Euro

Sechs Forscherinnen und Forscher aus dem Profilbereich „BioHealth“ der Universität Graz haben, gemeinsam mit Kollegen und Kolleginnen der Medizinischen Universitäten Graz und Wien, einen vom FWF geförderten „Cluster of Excellence“ eingeworben. Nun wird ein gänzlich neu formiertes Exzellenzzentrum im Lead der Uni Graz entstehen. Ziel ist ein besseres Verständnis von gesundem Altern. Die Erkenntnisse fließen direkt in die klinische Forschung.