Forschung

Alle Proteine sind Makromoleküle, die aus langen Ketten verschiedener Aminosäuren aufgebaut sind und sich zu komplexen Strukturen zusammenfalten. Die genaue Anordnung der einzelnen Aminosäuren ist für viele wichtige Proteine noch nicht bekannt. Sichtbar wird sie in dreidimensionalen Modellen, wie sie Professor Jens Wöhnert in seinen strukturbiologischen Analysen erstellt. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der Aufklärung von Komplexen verschiedener Ribonukleinsäuren (RNA) und der an sie bindenden Proteine während der Biosynthese von Ribosomen. Die aufwändige Analyse gelingt mit der Methode der Magnetresonanz-Spektroskopie (NMR). Die Geräte, über die die Universität Frankfurt dafür verfügt, zählen zu den besten der Welt und liefern zahlreichen Wissenschaftlern hochspezifische Daten über Biomakromoleküle in Lösung. Wöhnert ermittelt in seinen NMR-Versuchen die relativen Positionen der Wasserstoffatome in den Molekülen, die sich aus der Messung der Energieflüsse in einem Magnetfeld herleiten lassen. Mit diesem Verfahren sind die genauen Bindestellen zum Beispiel der RNA und ihrer Liganden durch ein einziges Experiment zu erkennen. Doch die Auswertung der gewonnenen physikalischen Daten bleibt zeitaufwändig, denn Makromoleküle wie die von Wöhnert ebenfalls analysierten RNA-Schalter (Riboswitches) aus Boten- RNAs enthalten bis zu 600 Wasserstoffatome. Größere Molekülkomplexe bestehen sogar aus mehreren Proteinen und RNA-Strängen.

Anhand der Ergebnisse kann Wöhnert feststellen, welche Bereiche des Moleküls für die jeweilige Fragestellung wichtig sind. Die Struktur lässt dann Rückschlüsse darauf zu, welche Aufgaben das Molekül erfüllen kann. Auch die Frage, an welcher Stelle ein Gen mutiert werden muss, um seine Funktionsstärke zu variieren oder um Wechselwirkungen mit anderen Molekülen einzugehen, untersucht Wöhnert an seinen Strukturen. Häufig kooperiert er mit anderen Professorinnen und Professoren des Fachbereichs, die seine Auswertungen in ihre Forschung einfließen lassen.

„Meine Arbeit gestaltet sich häufig wie ein Puzzle, das aus einzelnen Details langsam ein Gesamtbild entstehen lässt“, beschreibt Wöhnert den Prozess seiner Analysen. Umso mehr freut er sich über Studierende, die neugierig auf das Verfahren der NMR sind und entdecken wollen, welches Wissen über Moleküle ihnen die Experimente vermitteln können.