Biomoleküle unter Stress - Überleben unter Extrembedingungen

Während extreme äußere Bedingungen, wie hohe und tiefe Temperaturen oder hohe Drücke bereits vielfach Anwendung gefunden haben in Bereichen der Chemie, Physik und Materialwissenschaften, stehen Untersuchungen an biologischen Systemen unter Extrembedingungen erst am Anfang. Dass sie in den letzten Jahren besondere Beachtung gefunden haben liegt einmal am Interesse an der Erkundung des Ursprungs von Leben auf unserer Erde, der Erforschung von Tiefseeorganismen, die bei Drücken bis zu 1000 Atmosphären leben, sowie der Frage nach der Existenz von Leben auf außerirdischen Planeten und Monden. Aber auch biotechnologisch orientierte Verfahrenstechniker widmen sich zunehmend dem Parameter Druck, um Prozessführung und Ausbeute zu optimieren. Auf grundlagenwissenschaftlicher Seite lassen sich aus druckabhängigen Experimenten wertvolle Rückschlüsse auf die Beiträge der verschiedenen Wechselwirkungen in biomolekularen Systemen und die Mechanismen biochemischer Prozesse und Reaktionen ableiten. Die Anwendung von hohem Druck liefert z.B. wichtige Details über Proteine, wie Stabilitätsgrenzen, die Struktur von Faltungsintermediaten, die Existenz von Konformationsgleichgewichten sowie über den Selbstassemblierungsprozess zu toxischen Aggregatstrukturen. In diesem Vortrag werden Beispiele aus all diesen Bereichen vorgestellt.