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Einzellige Gr\u00fcnalgen der Art Chlamydomonas<\/i> sind mikroskopisch kleine Lebewesen; zehn von ihnen passen nebeneinander auf ein menschliches Haar. In mancher Hinsicht sind die Mikroalgen h\u00f6heren Pflanzen, etwa B\u00e4umen, gar nicht so un\u00e4hnlich, sie betreiben zum Beispiel auch Photosynthese. Anders als Landpflanzen k\u00f6nnen sie Lichtenergie aber auch in die Produktion von molekularem Wasserstoff H2<\/sub> stecken. “Chlamydomonas<\/i> und Co bilden Wasserstoff aber nur unter Stress”, sagt Thomas Happe. “Die Abgabe des energiereichen Gases dient sozusagen als \u00dcberlaufventil, damit \u00fcbersch\u00fcssige Lichtenergie nicht den empfindlichen Photosyntheseapparat sch\u00e4digt.” Chlamydomonas<\/i> kann aber auch im Dunkeln Wasserstoff herstellen. Diese Tatsache ist seit Jahrzehnten bekannt; trotzdem ist die H2<\/sub>-Synthese ohne Licht kaum untersucht, da dabei sehr viel weniger des Gases entsteht als im Licht. Au\u00dferdem ist es kompliziert, das Schl\u00fcsselenzym, die sogenannte Pyruvat-Ferredoxin-Oxidoreduktase, in gr\u00f6\u00dferen Mengen zu isolieren. Die RUB-Forscher nahmen das Projekt dennoch in Angriff.<\/p>\nWasserstoffproduktion im Dunkeln im Reagenzglas nachgeahmt<\/b>
Happes Team stellte den Kern der Dunkelwasserstoffproduktion im Reagenzglas nach und belegte damit den zugrundliegenden Mechanismus. Um an die beteiligten Proteine zu gelangen, lie\u00dfen die Forscher diese von Bakterien produzieren. Sie brachten zun\u00e4chst die entsprechenden Gene der Gr\u00fcnalgen in das Darmbakterium Escherichia coli<\/i> ein, zum Beispiel das Gen f\u00fcr die Pyruvat-Ferredoxin-Oxidoreduktase. Nach dieser Bauanleitung stellte E. coli<\/i> dann die Proteine her. Happes Team isolierte sie aus den Bakterienzellen und untersuchte sie wie ein Baukastensystem. Im Reagenzglas testeten die Biologen, wie verschiedene Kombinationen von Proteinen unter bestimmten Umweltbedingungen miteinander interagierten.<\/p>\n
“Uraltes Enzym” entdeckt<\/b> Titelaufnahme<\/b> Wie Grünalgen im Dunkeln Wasserstoff herstellen, berichten Biologen der Ruhr-Universität im “Journal of Biological Chemistry”. Damit haben sie einen bislang kaum untersuchten Mechanismus zur Produktion<\/b><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[1806],"class_list":["post-13277","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-ruhr-universitaet-bochum"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13277","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13277"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13277\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13277"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13277"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13277"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=13277"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
Dabei fanden sie heraus, dass die Algen bei Stress im Dunkeln auf einen Stoffwechselweg umschalten, der sich sonst nur in Bakterien oder einzelligen Parasiten findet. “Chlamydmonas<\/i> besitzt ein evolution\u00e4r uraltes Enzym”, erkl\u00e4rt Jens Noth aus der AG Photobiotechnologie. “Mit Hilfe von Vitamin B1 und Eisenatomen gewinnt es Energie aus dem Abbau von Zuckern.” Diese Energie nutzen dann andere Gr\u00fcnalgen-Enzyme, die Hydrogenasen, um Wasserstoff zu bilden. Die Einzeller schalten den Stoffwechselweg ein, wenn sie im Dunkeln pl\u00f6tzlich in sauerstofffreie Bedingungen geraten. Denn wie Menschen brauchen die Gr\u00fcnalgen Sauerstoff zum Atmen, wenn sie ihre Energie nicht aus dem Sonnenlicht sch\u00f6pfen k\u00f6nnen. Die Wasserstoffbildung im Dunkeln hilft den Zellen, diese Stressbedingung zu \u00fcberleben. “Mit dieser Erkenntnis haben wir nun ein weiteres Puzzlest\u00fcck gefunden, um ein genaues Bild der H2<\/sub>-Produktion in Chlamydomonas<\/i> zu erhalten”, sagt Thomas Happe. “Das k\u00f6nnte in Zukunft helfen, auch die biotechnologisch relevante lichtabh\u00e4ngige H2<\/sub>-Bildungsrate zu erh\u00f6hen.”<\/p>\n
J. Noth, D. Krawietz, A. Hemschemeier, T. Happe (2013): Pyruvate:ferredoxin oxidoreductase is coupled to light-independent hydrogen production in Chlamydomonas reinhardtii<\/i>, Journal of Biological Chemistry, doi: 10.1074\/jbc.M112.429985<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"