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Heiko Möller - Molekularen Strukturen auf der Spur

Er schätzt den Blick über den Tellerrand. Der Chemiker Professor Heiko Möller ist Juniorprofessor an der Universität Konstanz und Spezialist für Kernresonanzspektroskopie. Von sich selbst sagt er: „Ich kooperiere gern“. Dies gilt nicht nur für die Zusammenarbeit mit Fachkollegen, sondern etwa auch mit Biologen oder Tropenmedizinern. Um an der Universität Konstanz Juniorprofessor zu werden, kam Heiko Möller aus den USA zurück.

Seit seiner Studienzeit in Hamburg beschäftigt sich Professor Möller bereits mit der NMR-Spektroskopie, die als Standardmethode zur Charakterisierung organischer Moleküle dient. Doch nicht nur die organische Chemie profitiert vom Informationsreichtum, den die Methode liefert, sondern auch biologische Fragestellungen lassen sich damit aufklären.

Begonnen hat Professor Möller mit der Analyse von Wechselwirkungen zwischen kleinen Molekülen, wie etwa pharmazeutischen Wirkstoffen oder Fragmenten von Krankheitserregern mit makromolekularen Rezeptoren, wie beispielsweise Zelladhäsions-Proteinen. So hat er in Hamburg am Lehrstuhl von Professor Bernd Meyer untersucht, wie das HIV an eine Wirtszelle andockt, um Moleküle zu entwickeln, die das Eindringen des Virus verhindern können.

Während seiner Postdoc-Zeit in den USA am Scripps Research Institute in San Diego stand dagegen die Rezeptorseite, also die Makromoleküle, im Vordergrund seiner Untersuchungen. Dabei ging es darum, die Strukturen von Eiweißstoffen aufzuklären, die an doppelsträngige RNA (dsRNA) binden. Diese Prozesse spielen sowohl bei der Entstehung von Krebs als auch bei Virusinfektionen eine große Rolle.

Aus USA zurück nach Deutschland

Doch der Aufenthalt in San Diego startete turbulent für Heiko Möller. Kaum war er dort angekommen, wurde in Konstanz die Juniorprofessur für „NMR-Spektroskopie an komplexen molekularen Systemen“ ausgeschrieben. Ein Anforderungsprofil, das exakt auf seine Ausbildung passte, der Zeitpunkt allerdings war denkbar ungünstig. Trotzdem entschied Heiko Möller, sich auf die Konstanzer Stelle zu bewerben. Zum Glück, wie er heute sagt, dauerte das bürokratische Prozedere noch geraume Zeit, so dass er schließlich eineinhalb Jahre in San Diego bleiben konnte, bevor er an eine deutsche Hochschule zurückkehrte.

Ein zentrales Projekt, das Professor Möller in Konstanz verfolgt, zielt darauf ab, die in San Diego zur molekularen Erkennung von dsRNA gewonnenen Informationen zu nutzen und - gestützt auf NMR- und weitere biophysikalische Experimente - wiederum kleine Moleküle zu entwickeln, die ebenfalls an dsRNA binden und in biologischen System unter Umständen interessante Effekte auszulösen vermögen. „Für dieses Projekt ist Know-how sowohl über ligandbasierte als auch über rezeptorbasierte NMR-Spektroskopie entscheidend,“ erklärt Prof. Möller - eine Kombination, die nicht jeder zu bieten hat.

Die Arbeitsbedingungen sind auch in Konstanz nicht schlecht, geradezu idealtypisch ist etwa der Ausblick über den See aus seinem Büro aus dem 6. Stock. Viel wichtiger ist dem Juniorprofessor jedoch die notwendige Ausstattung, die mit Fördermitteln vom Bund und vom Fachbereich aufgerüstet wurde. Gerade eben konnte er ein neues 600-MHz-NMR-Spektrometer mit so genanntem Cryo-Probenkopf in Betrieb nehmen.
Professor Heiko Möller ist Juniorprofessor für NMR-Spektroskopie an der Universität Konstanz. (Foto: Keller-Ullrich)
Die Begeisterung über diese 1,2 Millionen Euro teure Maschine ist Professor Möller anzusehen: Eine Messung, die am „guten alten 600er“ des Fachbereichs 36 Stunden gedauert hat, braucht mit dem neuen Spektrometer gerade noch eine Stunde. „Damit können wir jetzt mit wesentlich niedrigerer Probenkonzentration messen, was besonders bei biologischen Fragestellungen relevant ist,“ sagt er.

Der Juniorprofessor ist verantwortlich für den Aufbau eines NMR-Centers und daneben wird die räumliche Ausstattung optimiert: Die Forscher ziehen in den Keller. Allerdings nur mit ihrer Technik, denn dort ist der optimale Standort für die empfindlichen Geräte, die etwa durch Handyantennen auf dem Dach, durch Sonneneinstrahlung oder durch die Schwankung des Gebäudes gestört werden. Das Büro mit Seeblick muss Professor Möller nicht räumen.

Biowaffe schnell entlarvt

Je nach Komplexität eines Moleküls kann eine NMR-Spektroskopie mehrere Tage dauern. Bis die Signale ausgewertet und zu einem realistischen Bild zusammengefügt sind, vergehen Wochen oder gar Monate. Doch die Fleißarbeit lohnt sich, denn schließlich liefert sie ein exaktes, dreidimensionales Bild, was für Forscher verschiedener Fachbereiche essentiell ist.

So kooperiert Professor Möller mit Professor Peter Seeberger von der ETH Zürich und Professor Gerd Pluschke vom Tropeninstitut Basel bei einem Projekt zur Erkennung von Kohlehydratstrukturen durch Antikörper, die spezifisch sind für das Anthraxbazillus. Auf diese Weise können die charakteristischen Merkmale des gefährlichen Bakteriums schnell und ohne übermäßigen synthetischen Aufwand identifiziert werden. Die hier gewonnenen Erkenntnisse könnten zu verbesserten, das heißt, zuverlässigeren Anthrax-Schnelltests führen.

Was lässt Nerven wieder wachsen

Dreidimensionale Struktur des NfeD-Proteins YuaF, die mit Hilfe von NMR-Spektroskopie bestimmt wurde. (Abbildung: Möller)
Einen weiteren Schwerpunkt seiner Arbeit bildet eine Kooperation mit der Biologie, in der es um Proteine geht, die für die neuronale Regeneration wichtig sind, so genannte Reggie-Proteine. Diese lassen sich in Säugerzellen nachweisen, und die Forscher haben bereits relativ viele funktionelle Daten über die Eiweiße. Hochaufgelöste Informationen zur molekularen Struktur sind bisher jedoch noch Mangelware.

Ähnliche Proteine kommen aber auch in Bakterien vor, und zwar stets mit zusammen mit NfeD-Proteinen. Da diese sich wesentlich leichter handhaben lassen - so sind sie stabil und können mit Isotopen markiert werden - untersucht das Team von Professor Möller nun diese NfeD-Proteine.
Über deren Strukturen wollen die Forscher wiederum den Funktionen der Reggie-Proteine auf die Spur kommen. Ziel ist es, Bindungspartner in eukaryotischen Zellen zu finden und damit die neuronale Regeneration besser zu verstehen.
Denn diese funktioniert etwa bei Fischen problemlos. Durchtrennt man einem Fisch den Sehnerv, kann dieser sechs Wochen später wieder sehen. Anders beim Menschen, bei dem es offensichtlich Mechanismen gibt, die diese Regeneration unterdrücken und etwa eine Querschnittlähmung irreparabel machen. Die Forscher erwarten auch Erkenntnisse über andere Erkrankungen des Nervensystems wie etwa Alzheimer, Parkinson oder Schlaganfall. Für sein Projekt hat Professor Möller vor wenigen Tagen die Zusage für eine DFG-Förderung erhalten.

mek – 26.06.08
© BIOPRO Baden-Württemberg GmbH

Weitere Informationen zum Beitrag:
Fachbereich Chemie
Universität Konstanz
Universitätsstraße 10
Postfach 715
78457 Konstanz
Tel.: 07531 88-5174
Fax: 07531 88-5149
E-Mail: heiko.moeller@uni-konstanz.de
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/heiko-moeller-molekularen-strukturen-auf-der-spur