Farbstoff mit Signalwirkung

Dass die Farbe Rot eine besondere Signalwirkung hat, ist allgemein bekannt und letztlich für die Farbe von Feuerwehren, Verbotsschildern oder Warnhinweisen verantwortlich. Dass aber auch der rote Blutfarbstoff – das eisenhaltige Molekül mit dem Namen „Häm“ – besondere Signalwirkungen ausübt, das beginnt die Wissenschaft gerade erst zu entdecken.

„In Verbindung mit Eiweißen in den roten Blutkörperchen bildet Häm das Hämoglobin, das für die Sauerstoffaufnahme im Blut und somit für unser Leben unentbehrlich ist“, unterstreicht Prof. Dr. Stefan Heinemann von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Doch der Farbstoff könne noch viel mehr, so der Inhaber des Lehrstuhls für Biophysik weiter, der mit seinem Team bereits seit einigen Jahren Häm und seine Abbauprodukte intensiv erforscht. In den kommenden drei Jahren kann die interdisziplinäre Forschergruppe ihre Arbeiten weiter intensivieren: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das erfolgreiche Projekt ab kommendem Frühjahr mit insgesamt rund zwei Millionen Euro.

In der neuen DFG-Forschergruppe „Häm und Häm-Abbauprodukte“ (FOR 1738) arbeiten Wissenschaftler der Jenaer Universität und ihres Klinikums, des Jenaer Leibniz-Instituts für Altersforschung (Fritz-Lipmann-Institut, FLI) und des Instituts für Photonische Technologien (IPHT), der Universität Bonn sowie der University of Pennsylvania zusammen. Das Team setzt sich aus Experten aus der Neurologie, der Intensivmedizin, der molekularen Physiologie und Biophysik, der Biochemie, der Biophotonik sowie der synthetischen und analytischen Chemie zusammen.

Im Mittelpunkt der Forschergruppe stehen die alternativen Funktionen und Signalmechanismen von Häm und seinen Abbauprodukten. „Häm-Abbauprodukte, wie zum Beispiel Bilirubin und Kohlenmonoxid, wurden bisher als reiner Stoffwechselabfall betrachtet, den der Körper entsorgen muss“, erläutert Prof. Heinemann, der Sprecher der neuen Forschergruppe ist. „In neueren Untersuchungen stellen sich Häm und Häm-Abbauprodukte allerdings in zunehmendem Maße als zelluläre Signalmoleküle heraus, die eine Vielzahl von Körperfunktionen beeinflussen.“ Biologische Funktionen und medizinische Relevanz dieser Moleküle sind bisher jedoch weitgehend unerforscht. „Unsere eigenen Untersuchungen zeigen, dass Häm die Funktionsweise von Eiweißmolekülen reguliert, die für den Transport von Ionen durch Zellmembranen zuständig sind“, erläutert Prof. Heinemann. Dies spiele eine wichtige Rolle bei der Regulation des Blutdrucks und könne z. B. zu fatalen Komplikationen nach einem Schlaganfall führen.

Den Abbau des Farbstoffs Häm, erläutert der Jenaer Biophysiker, könne übrigens jeder ganz leicht an sich selbst beobachten. „Ein Bluterguss, der zunächst dunkelblau bis violett erscheint, ändert im Laufe einiger Tage seine Farbe zunächst zu grün und schließlich zu gelb.“ Verantwortlich dafür sind die Farbstoffe Biliverdin (grün) beziehungsweise Bilirubin (gelb).

Kontakt:
Prof. Dr. Stefan H. Heinemann
Institut für Biochemie und Biophysik
Zentrum für Molekulare Biomedizin (CMB)
der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Tel.: 03641 / 9395650
E-Mail: stefan.h.heinemann[at]uni-jena.de