Nach drei Monaten  im Profilkurs Biologie der Jahrgangsstufe 1 fuhren am 24. November 16 Teilnehmerinnen und Teilnehmer  nach  Karlsruhe- Eggenstein ins  Karlsruher Institut of Technology. Nachdem wir mit „den Proteinen / der Enzymatik“ eines der bedeutendsten Teilgebiete der Biologie im Unterricht behandelt hatten, konnten wir an diesem Tag selbst mit Enzymen arbeiten bzw. einfachere Labortechniken kennen lernen und anwenden.

Enzyme sind unerlässliche Helfer / „Zauberlehrlinge“ im Stoffwechsel jeder einzelnen Zelle. Aber aus diesen haben sie die Wissenschaftler längst „befreit“. Enzyme kann man heute u.a. „online bestellen“ und entsprechend verwenden. Und zu deren wichtigstem Anwendungsgebiet hat sich die Biotechnologie entwickelt.

„Die Biotechnologie ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Nutzung von Enzymen, Zellen und ganzen Organismen in technischen Anwendungen beschäftigt.

Klassische biotechnologische Anwendungen wurden bereits vor Jahrtausenden entwickelt, wie die Herstellung von Wein und Bier mit Hefen und die Verarbeitung von Milch zu verschiedenen Lebensmitteln mit Hilfe bestimmter Mikroorganismen oder Enzymen. Die moderne Biotechnologie greift seit dem 19. Jahrhundert zunehmend auf mikrobiologische und seit Mitte des 20. Jahrhunderts zunehmend auch auf molekularbiologische, genetische bzw. gentechnische Erkenntnisse und Methoden zurück“.

Mit dem Anlegen des obligatorischen Laborkittels schlüpften wir nicht nur in eine Schutzbekleidung, sondern auch in die Rolle des „Wissenschaftlers“. Angeleitet von drei Assistentinnen, galt es, in den nächsten Stunden ein umfangreiches Arbeitsprogramm zu absolvieren.

Um was ging es? Wir sollten ein bestimmtes Enzym, das auf den einprägsamen Namen Dextransucrase hört, in eine Algenmasse einschließen, um es anschließend für uns arbeiten zu lassen.

Dextransucrase benötigt ganz bestimmte Zucker (Haushaltszucker oder Traubenzucker) und bildet aus deren Bausteinen sehr lange Kohlenhydratmoleküle. Als „Abfallprodukt“ entsteht dabei auch Fruchtzucker.

Unsere vier Arbeitsteams hatten nun unterschiedliche Aufgaben. Zwei Gruppen sollten herausfinden, bei welchem pH-Wert das Enzym am besten arbeitet, die beiden anderen Gruppen sollten die „Wohlfühltemperatur“ des Enzyms erforschen.

Aber zunächst einmal galt es, die Enzymmoleküle zu zähmen, besser gesagt, in ihrer Beweglichkeit einzuschränken. Damit wird deren Handhabung deutlich erleichtert. Also galt es Chemikalien abzuwiegen, zu mischen, zu pipettieren, zu rühren und zu sieben.

Ein erstes Aha-Erlebnis war reihum zu vernehmen als das Alginat-Enzym-Gemisch aus einer feinen Kanüle in eine Kalziumchlorid-Lösung tropfte und schließlich die gewünschten, glasig-durchsichtigen Kügelchen bildete, in die nun unsere Enzyme eingeschlossen waren.

Nach diesen Vorarbeiten waren die Enzyme an der Reihe. Aufgeteilt in verschiedene Reagenzgläser, sollten sie den immer in gleicher Menge eingesetzten Zucker verwerten. Je eher die pH-Wert-Umgebung passte, umso mehr Zucker wurde verwertet; im Hinblick auf die Temperatur galt das Gleiche.

Mit einem Photometer durften wir dann Licht durch die einzelnen Reagenzgläser schicken. Das auf der anderen Seite austretende Licht verriet uns, wie gut die Enzyme jeweils „gearbeitet“ hatten.

Die Ergebnisse konnten wir anschließend in ein Schaubild  übertragen. Da unsere vier Schaubilder dem erwarteten Ergebnis doch recht nahe kamen, war auch diesbezüglich für Zufriedenheit gesorgt. Dass das Praktikum auch Anstrengung bedeutete, zeigte sich auf der Rückfahrt nach Leonberg, als  Müdigkeit und Schlaf die meisten Teilnehmer erfasste.

Profilkurs Biologie bei Herrn Hübner