Ich durfte während meines zweiwöchigen Praktikums in der Fachgruppe um Anne S. Ulrich mitarbeiten, die einen Lehrstuhl der Biochemie an der TU Karlsruhe inne hat. Dort wird daran gearbeitet, die Struktur von Proteinen mittels Festkörper- NMR  zu erschließen. Durch diese relativ neue Methode wird realisiert, dass die Molekülstruktur von Membranproteinen, die zuvor in einer Lipidschicht gleichermaßen orientiert wurden, mit NMR- Messungen ermittelt werden können. Jedoch sind zuerst viele Schritte nötig, um die Proteine für eine Probe vorzubereiten. So müssen Bakterien angezüchtet werden, die das Protein überexprimieren. Sie sind dann so gentechnisch verändert, dass sie in einem idealen Medium nur noch dieses Protein herstellen. Um beim NMR- Spektrum die Verunreinigung durch Fremdsignale zu unterbinden wird eine  -Markierung des Proteins durchgeführt. Dazu wird entweder Fluor-Phenylalanin oder Fluor-Tryptophan künstlich hergestellt. Dieses wird dem Minimalmedium beigemischt. Mittels Glyphosat verhindert man nun noch, dass die Bakterien eigenes Phenylalanin oder Tryptophan verbrauchen. Somit werden nur die markierten Aminosäuren in das Protein eingebaut.

Wenn die Bakterien gut gediehen sind müssen sie zerstört werden, damit man an die Proteine kommt. Das gesuchte Protein ist dann leider noch mit Eigenproteinen des Bakteriums verunreinigt, weswegen die gewonnene Probe aufbereitet werden muss. Mittels HPLC oder FPLC kann man dann über Säulen den Proteinmix entsprechend der Größe und elektronischen Ladung auftrennen. Man erhält dadurch einzelne Fraktionen, wobei man anhand von computergestützten Diagrammen abschätzen kann, in welcher Fraktion das erwünschte Protein gelandet ist. Da man jedoch sicher gehen will, dass die Reinheit der Fraktion sehr hoch ist, führt man unter anderem auch Gelelektrophoresen mit Vergleichsmarkern durch. Dabei trägt man Proben der Fraktionen auf, in denen man das Protein schätzt.

Sind alle Vorbereitungen getroffen, so kann schlussendlich die NMR- Analyse stattfinden. Ich habe mich in dieser Woche nur einen Tag lange direkt mit der NMR-Technik beschäftigt, da sie doch etwas schwerer zu verstehen ist. Dabei hat mir jedoch dieser eine Tag gereicht, um grundlegenden Unterschiede zur Flüssig- NMR zu erkennen. 

Insgesamt durfte ich in den zwei Wochen viele der oben aufgeführten Methoden anwenden und habe einen guten Einblick in die Arbeitsweise eines Biochemikers erhalten. Außerdem konnte ich auch einiges über die zwischenmenschliche Kommunikation in einer Forschungsgruppe miterleben, worauf viel Wert gelegt wird und ohne die keine erfolgreiche Arbeit möglich wäre.

Jedem, der sich für Biochemie interessiert, ist ein Praktikum in dieser Einrichtung zu empfehlen, da es einen guten Einblick in die Forschungsarbeit eines Biochemikers wirft. Zum einen lernt man die Genauigkeit und Sorgfalt im Umgang mit der Materie zu schätzen, zum anderen aber wird einem vermittelt, dass man im wirklichen Beruf – im Gegensatz zu den Fächern in der Schule - Vielseitigkeit an den Tag legen muss. Sturheit und Treue zum Fach ist nicht fördernd, sondern stört indes eher den Findungsprozess. Die Zusammenarbeit mit den dortigen Forschern hat wunderbar funktioniert. Ich wurde sehr gut in die Arbeitsgruppe integriert, was mich wirklich positiv überrascht hat. Es gab an und für sich nichts, wo ich aus Sicherheitsgründen nicht selber Hand anlegen durfte, obwohl es sich um ein Genetiklabor der Sicherheitskategorie 1 handelte. Und jedes Problem oder Anliegen meinerseits konnte durch ein Gespräch geklärt werden.

Ich bin mir sicher, dass auch für weitere Praktikanten eine Tür  in dieser Forschungsgruppe offen stehen wird. Man wird sich also über weitere Zusammenarbeiten freuen dürfen.

Emmanuel Gnandt