Fakultät für Chemie und Pharmazie

Seltene Erden: Erster Einblick in ein Europium-Enzym

Das Bild zeigt die größte Fumarole (La Boca Grande) des Solfatara Vulkankrater, der Heimat des Selten-Erd-Element-abhängigen Bakteriums Methylacidiphilum fumariolicum SolV. (Foto: Huub Op den Camp)

Selten-Erd-Elemente (SEE) sind aus fast keiner alltäglichen Technologie mehr wegzudenken. Ihre Bedeutung für Stoffwechselprozesse in der belebten Natur hingegen ist erst seit kurzem belegt. So wurde ihre biologische Rolle erst vor wenigen Jahren entdeckt und ihre Funktion als essentielle Elemente für bestimmte Bakterien wird nun erforscht. Das Bakterium Methylacidiphilum fumariolicum SolV beispielsweise ist strikt abhängig von Seltenen Erden wie Lanthan und Cer und kann, wie nun gezeigt wurde, sogar „Europium in seinen Stoffwechselprozessen nutzen“, wie Lena Daumann sagt, Professorin für Bioanorganische Chemie an der LMU.

 

Lena Daumann hat nun in Zusammenarbeit mit Mikrobiologen um Huub Op den Camp der Radboud University in Nijmegen in den Niederlanden und Thomas Barends vom Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Selten-Erd-Elemente geleistet. Dem interdisziplinären Team ist es gelungen, Bakterienkulturen durch Zugabe von Europium zu kultivieren und erstmals ein Enzym zu analysieren, welches Europium in seinem aktiven Zentrum trägt. Bei diesem Enzym handelt es sich um eine Methanol-Dehydrogenase, die Methanol in Formaldehyd umwandelt. Neben der Aufklärung der Struktur des Europium-Enzyms wurden auch wichtige kinetische Parameter dieser neuartigen Methanol-Dehydrogenase bestimmt und wertvolle Erkenntnisse über den Einfluss verschiedener SEE auf die Aktivität dieser Enzyme gewonnen. Die Ergebnisse sind aktuell im Fachjournal ChemBioChem veröffentlicht und als Titelgeschichte ausgewählt worden. Eine allgemeine Einführung zur bioanorganischen Chemie der Selten-Erd-Elemente ist zudem als Titelgeschichte im aktuellen Heft von Chemie in unserer Zeit zu finden. (ChemBioChem 2018)

Mehr zum Thema:

  • Bérénice Jahn u.a.: Similar but not the same: First Kinetic and Structural Analyses of a Methanol Dehydrogenase Containing a Europium Ion in the Active Site, in: ChemBioChem 2018
  • Bérénice Jahn, Lena Daumann: Die faszinierende bioanorganische Chemie der Selten‐Erd‐Elemente. In: Chemie in unserer Zeit 2018