sagt Happe. «Da kommen wir schon in den wirtschaftlich interessanten Bereich.» Zurzeit ist die Wasserstoffproduktion noch von einem Zusatzstoff (Ascorbat) abhängig, der die notwendigen Elektronen liefert. Um Wasserstoff komplett regenerativ aus Wasser herzustellen, muss das System in Zukunft noch um das Protein Fotosystem II erweitert werden.
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Was Mutationen einzelner Aminosäuren bewirken Auch in einem anderen Projekt wandte Happes Team die sogenannte «Single site-directed»-Mutagenese auf die Hydrogenase an. Die Forscher mutierten einzelne DNA-Bausteine, um im Protein eine einzige Aminosäure auszutauschen. Im «Journal of Biological Chemistry» [2] zeigten sie, was die winzigen Änderungen bewirken. Das katalytische Zentrum der Hydrogenase, an dem die Wasserstoffproduktion erfolgt, besteht aus Eisen- und Schwefelatomen und wird H-Cluster genannt. Die Mutation einzelner Aminosäuren in der unmittelbaren Umgebung des H-Clusters störte die Struktur des Enzyms nicht massgeblich; der Cluster blieb am Protein gebunden. Dennoch verlor das Enzym seine Fähigkeit, Wasserstoff zu produzieren. «Diese Aminosäuren sind wahrscheinlich direkt am katalytischen Mechanismus des Enzyms beteiligt, und die Wasserstoffbildung ist komplizierter als man bisher vermutet hat», erzählt Happe.
Leistungsbereiche SC 950: Förderleistung: > 50l/min Endvakuum: < 2.0 mbar abs.
Quelle: Ruhr-Universität Bochum Originalpublikationen [1] Carolyn E. Lubner, Amanda M. Applegate, Philipp Knörzer, Alexander Ganago, Donald A. Bryant, Thomas Happe and John H. Golbeck, «Solar hydrogen-producing bionanodevice outperforms natural photosynthesis», PNAS, Published online before print December 12, 2011, doi: 10.1073/pnas.1114660108 [2] Philipp Knörzer, Alexey Silakov, Carina E. Foster, Fraser A. Armstrong, Wolfgang Lubitz and Thomas Happe, «Importance of the Protein Framework for Catalytic Activity of [FeFe]Hydrogenases», The Journal of Biological Chemistry 287, 1489–1499 (2012). Kontakt Prof. Dr. Thomas Happe Fakultät für Biologie und Biotechnologie Ruhr-Universität Bochum Universitätsstrasse 150 D-44780 Bochum Telefon +49 (0)234 32- 27026 thomas.happe@rub.de www.ruhr-uni-bochum.de 3/2012
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