Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ohne N kein LebeN - oder wie das Ammoniak in die Ursuppe kam

26.03.2003


Chemiker der Universität Jena mit "Ursuppenexperiment" in der Zeitschrift "Angewandte Chemie"



Wie entstand erstes primitives Leben auf der Erde? Was war drin in der Ursuppe? Wie entwickelten sich aus einfachen anorganischen Stoffen schließlich komplizierte organische Moleküle, wie Eiweiße oder gar die DNS, die unsere Erbinformation enthält? Diesen Fragen sind auch Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität in Jena auf der Spur. Sie konnten unlängst das Geheimnis lüften, wie das Ammoniak in die Ursuppe kam. Das stechend riechende Gas mit der Formel NH3 gilt als Stickstofflieferant. Stickstoff (N) ist ein wichtiges Bau-"Element" der Aminosäuren. Die wiederum dienen als Grundbausteine für Eiweiße und Enzyme. Die verblüffenden Ergebnisse der Jenaer Wissenschaftler werden erstmals im Journal "Angewandte Chemie" veröffentlicht, das am 4. April erscheint. Ab 31. März ist die Online-Version des Artikels auf den Internet-Seiten der renommierten Fachzeitschrift zu finden.

... mehr zu:
»Ammoniak »Enzym »Kreisel »Stickstoff »Ursuppe


"Über die Entstehung des prähistorischen Ammoniaks existierten bisher nur vage Theorien, die Vulkanausbrüche oder die Bildung im interstellaren Raum voraussetzten", sagt Prof. Dr. Wolfgang Weigand. Der Professor für Anorganische Chemie an der Universität Jena propagiert ein weniger spektakuläres Szenario. Die so genannten Knöllchenbakterien liefern den Ansatzpunkt. Sie stellen mit Hilfe von Enzymen, Nitrogenasen genannt, aus Luftstickstoff das Ammoniak her. "Der genaue Reaktionsablauf in den Nitrogenasen ist bis heute unbekannt", sagt Weigand, "aber in den Reaktionszentren der Enzyme befindet sich Eisensulfid, und das gab und gibt es seit Urzeiten auf der Erde." Weigand stellte daher die These auf, dass der Luftstickstoff in einer parallelen Reaktion mit Eisensulfid und Schwefelwasserstoff in der wässrigen Ursuppenlösung zu dem begehrten Ammoniak reagiert haben könnte.

Um das zu beweisen, benötigte er eine Apparatur, mit der die Ursuppenbedingungen perfekt nachgestellt werden konnten. Die entwickelte sein Jenaer Kollege Prof. Dr. Günter Kreisel, der am Institut für Technische Chemie und Umweltchemie arbeitet. "Das Experiment stellte hohe Reinheitsanforderungen an die Gase und Komponenten. Ihre Zufuhr musste zudem elektronisch gesteuert werden, um die Reproduktivität des Experiments zu gewährleisten", verdeutlicht Kreisel die Problematik. Die Mühe der Jenaer Chemiker wurde jedoch belohnt. Bei einer Reaktionstemperatur von 80 Grad Celsius und unter normalen Druckverhältnissen im wässrigen Milieu wiesen sie Spuren vom Ammoniak nach. "Diese geringen Ausbeuten reichen jedoch als erste Bausteine des Lebens völlig aus", sagt Weigand. Trotzdem bargen die geringen Ausbeuten ein Unsicherheitsmoment. Denn wer konnte beweisen, dass das Ammoniak auch tatsächlich aus dem Stickstoff entstanden war, der in die Apparatur eingespeist wurde. Weigand und Kreisel kamen den Skeptikern zuvor, indem sie das, in der Natur selten vorkommende, schwerere Isotop des Stickstoffs (15N) einsetzten. Mit Hilfe der Kollegen des Jenaer Max-Planck-Institutes für Biogeochemie und ihrer hochpräzisen Massenspektrometer gelang es zu beweisen, dass die Ammoniakspuren tatsächlich aus dem zugeführten Stickstoff entstanden waren. Drei Jahre haben die Arbeitsgruppen im Rahmen des Sonderforschungsbereiches "Metallvermittelte Reaktionen nach dem Vorbild der Natur" zusammengearbeitet. Nachdem sie auch diesen letzten Zweifel ausräumen konnten, war schließlich der Weg frei für die Publikation in der Fachzeitschrift.

Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang Weigand / apl. Prof. Dr. Günter Kreisel
Inst. für Anorganische und Analytische Chemie /
Inst. für Technische Chemie und Umweltchemie der Universität Jena
Tel.: 03641 / 948160 oder 948430
E-Mail: c8wewo@uni-jena.de / guenter.kreisel@uni-jena.de

Monika Paschwitz | idw

Weitere Berichte zu: Ammoniak Enzym Kreisel Stickstoff Ursuppe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie