Präzisionswaffe statt Schrotflinte gegen Helicobacter 

Im Fall MTAN war bekannt, dass eine Vorstufe des Vitamin K₂ über Wasserstoffbrückenbindungen an das aktive Zentrum gebunden wird. Anschließend wird eine Seitengruppe abgespalten. Die Forscher waren dabei besonders daran interessiert, an welchen Positionen sich die Wasserstoffatome des Enzyms befinden und wie sie im Verlauf der Reaktion ihre Position verändern. „Positionen von Wasserstoffatomen lassen sich aber mit Röntgenstrukturanalyse nur in seltenen Fällen bestimmen“, erklärt der Forscher der zur Technischen Uni München gehörenden Neutronenquelle. „Röntgenstrahlen werden an der Elektronenhülle der Atome gestreut. Da Wasserstoff aber nur ein Elektron besitzt, beträgt die Streukraft hier nur einen Bruchteil der größeren Kohlenstoff-, Stickstoff- oder Sauerstoff-Atome. Nur bei höchster Auflösung, die man mit dafür kristallisierten Proteinen nur selten erreicht, kann man die Wasserstoff-Atome abbilden“, sagt der Experte.

An dieser Stelle kommt die Neutronenquelle ins Spiel. „Die Wechselwirkung der Neutronen findet mit dem Atomkern statt. Dabei zeigt Wasserstoff beziehungsweise das Wasserstoffisotop Deuterium die gleiche Streustärke wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff“, sagt Ostermann. Daher ließe sich mit Neutronenstreuung bereits bei weit geringerer Auflösung die Position von Wasserstoffatomen darstellen.

In Garching stammen die Neutronen aus der Kernspaltung, die in Deutschlands größtem Kernreaktor, dem FRM-II, mit hochangereichertem Uran betrieben wird. Über Strahlrohre werden die im Reaktor entstehenden schnellen Neutronen in die benachbarten Experimentierhallen geleitet. An verschiedenen Forschungsinstrumenten, die von der TU München gemeinsam mit dem Forschungszentrum (FZ) Jülich betrieben werden, wird die Neutronenstrahlung dann für die unterschiedlichsten Forschungsansätze in der Physik, Chemie und im biologisch-medizinischen Bereich eingesetzt.