Wissenschaftspreis:
Forschung zwischen Grundlagen und Anwendung

Zusammen mit der Max-Planck-Gesellschaft vergibt der Stifterverband

alle zwei Jahre einen Wissenschaftspreis für Projekte, die die grundlagen-

und anwendungsorientierte Forschung auf besondere Weise verbinden.

Der Preis ist mit 50.000 Euro dotiert.

Preisträger 2011:
Dieter Oesterhelt

Der Direktor am Max-Planck-Institut für Biochemie
in Martinsried wird vor allem für die Entdeckung
und Erforschung lichtempfindlicher Proteine aus-
gezeichnet, mit denen manche einzelligen Orga-
nismen Fotosynthese betreiben können.

Archaeen bilden neben Bakterien und Organismen
mit Zellkern die dritte Domäne des Lebens. Manche
dieser Organismen können wie Pflanzen von der
Sonne als alleiniger Energiequelle leben. Als dritte
Domäne des Lebens haben sie dazu eine zweite
Variante zur pflanzlichen Fotosynthese entwickelt:
Anstelle des lichtempfindlichen Chlorophylls ver-
werten sie die Energie des Sonnenlichts mit Hilfe
von Vitamin-A-Aldehyd oder Retinal für ihren Stoffwechsel. Das Retinalprotein Bacteriorhodopsin wirkt dabei als eine molekulare Pumpe, die positiv geladene Wasserstoff-Atome durch die Zellmembran schleust und so die Lichtenergie in chemische Energie umwandelt.

Dieter Oesterhelt ist der Entdecker des Bacteriorhodopsins. Der 1940 in München
geborene Chemiker forschte unter anderem an der University of California, San
Francisco, am Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft in
Tübingen und an der Universität Würzburg. Seit 1979 ist er Direktor am Martins-
rieder Max-Planck-Institut für Biochemie. "Dieter Oesterhelt ist eine herausra-
gende Persönlichkeit der deutschen und internationalen Biowissenschaften.
Seine Entdeckungen sind von großer Bedeutung für die Grundlagenforschung
und können zur Entwicklung neuer Produkte führen", sagt Peter Gruss, Präsi-
dent der Max-Planck-Gesellschaft.

Dem Wissenschaftler ist es maßgeblich zu verdanken, dass Bacteriorhodopsin
heute eines der am bestuntersuchten Membranproteine ist. So haben Dieter
Oesterhelt und seine Mitarbeiter erstmals Kristalle des Bacteriorhodopsins ge-
züchtet. Dadurch konnten sie den Aufbau und die räumliche Struktur des Pro-
teins entschlüsseln. Die dafür entwickelten Methoden bilden heute die Basis für
die Strukturuntersuchung von Membranproteinen. Darüber hinaus beschrieben
die Martinsrieder Forscher eine weitere lichtgetriebene Ionenpumpe, das Ha-
lorhodopsin. Dieses Protein pumpt negativ geladene Chlorid-Atome durch die
Zellmembran und bewirkt lichtgetriebene Salzaufnahme.

Den Wissenschaftlern gelang es zudem, Eigenschaften von Bacteriorhodopsin
gezielt zu verändern. Durch den Austausch einzelner Aminosäuren entstehen
Moleküle, die für Licht unterschiedlicher Wellenlänge empfindlich sind oder
langsamer auf Licht reagieren. Diese biotechnologischen Varianten von Bac-
teriorhodopsin besitzen das Potenzial für eine Vielzahl technischer Anwendun-
gen, die Dieter Oesterhelt in langjähriger Zusammenarbeit mit Norbert Hampp
von der Universität Marburg ausgearbeitet hat. Varianten von Bacteriorhodopsin,
die langsamer zwischen belichteter und unbelichteter Form hin- und herschal-
ten als das natürliche Molekül, können beispielsweise als optischer Daten-
speicher dienen.

Auch als Sicherheitspigment kann Bacteriorhodopsin heute eingesetzt werden.
Es ändert bei Belichtung nämlich seine Farbe von purpur nach gelb. Mit Bacte-
riorhodopsin-haltigen Farben erstellte Dokumente bleichen nach Belichtung aus
– ein Beleg für ihre Echtheit. Gleichzeitig dient das Ausbleichen der Druckfarbe
als Kopierschutz, denn die Belichtung beim Kopieren oder Scannen löst einen
Farbumschlag aus. Eine Reihe von Patenten sowie eine Firmenausgründung
zeugen davon, dass Dieter Oesterhelt die Anwendungsmöglichkeiten seiner
Entdeckung frühzeitig erkannte und sich an deren technischer Umsetzung be-
teiligte.


Dieter Oesterhelt in der deutschsprachigen Wikipedia

Website des Max-Planck-Instituts für Biochemie


Foto: MPI für Biochemie