1907 erhielt der deutsche Biochemiker Eduard Buchner den Nobelpreis für Chemie. Der Wissenschaftler entdeckte, dass wenn Hefezellen mit bestimmten Substanzen zerstoßen und durch einen Stoffbeutel gepresst werden, die entstehende zellfreie Flüssigkeit alkoholische Gärung bewirken kann. Über 20 Jahre Studium der Zuckerfermentation erweiterten das Wissen über intermediäre Stoffwechselprozesse in allen lebenden Organismen. Die Entdeckung zerstörte das Konzept, dass eine „Lebenskraft“ für die Gärung und andere Reaktionen in lebenden Zellen notwendig sei, und half, das Fundament der modernen Biochemie zu legen. Mehr über den Münchner Innovator und seinen Beitrag zur Wissenschaft finden Sie auf imunich.eu.
Kindheit und Ausbildung
Der Wissenschaftler wurde am 20. Mai 1860 in München in eine Familie geboren, deren Vater ein herausragender Gerichtsmediziner und Gynäkologe war. Nach dem frühen Tod seines Vaters im Jahr 1872 besuchte Eduard das Gymnasium und begann später in einer Konservenfabrik zu arbeiten. Diese Tätigkeit war zwar schlecht bezahlt, brachte ihm jedoch Kenntnisse über den Fermentationsprozess ein, der später die Grundlage seines Erfolgs bildete.
1884 begann Buchner im Botanischen Institut in München unter der Leitung des deutschen Organischen Chemikers, Nobelpreisträgers von 1905, Adolf von Baeyer, Chemie zu studieren. Außerdem studierte er Botanik bei Karl Nägeli, einem Schweizer Botaniker, der Zellteilung und Bestäubung erforschte, jedoch berüchtigt war als derjenige, der Gregor Mendel von der weiteren Arbeit an der Genetik abriet.
Auch Eduards zehn Jahre älterer Bruder Hans, der sich zum Bakteriologen entwickelte, förderte dessen Studium. Er unterstützte Eduards erste Veröffentlichung – Der Einfluss des Sauerstoffs auf Gärungen (1885), die den Einfluss von Sauerstoff auf die Gärung behandelte. In der organischen Chemie erhielt der junge Wissenschaftler Unterstützung von den Assistenten des Instituts Theodor Curtius und Hans von Pechmann. Eine Zeit lang arbeitete Buchner im Labor des deutschen Chemikers Otto Fischer in Erlangen. 1888 promovierte er an der Ludwig-Maximilians-Universität München.
Lehrtätigkeit und wichtige Experimente
1899 wurde Buchner Assistent in der Organischen Laborabteilung von Adolf von Baeyer an der Ludwig-Maximilians-Universität München und 1891 Dozent an derselben Universität.
Dank eines speziellen Stipendiums von von Baeyer richtete Buchner ein kleines Labor für Fermentationschemie ein, in dem er häufig Vorlesungen für Studenten hielt und Experimente zur chemischen Gärung durchführte. 1893 begann er mit den ersten Experimenten zur Zellaufschließung von Hefe, doch seine Kollegen unterstützten ihn nicht, da die Fermentation bereits von anderen Wissenschaftlern beschrieben worden war.
Im Herbst 1893 übernahm Buchner die Leitung der analytischen Abteilung im Labor des deutschen Chemikers Theodor Curtius an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. 1895 erhielt der Chemiker dort den Titel eines Professors.
1896 wurde Buchner außerordentlicher Professor für analytische und pharmazeutische Chemie im chemischen Labor von Hans von Pechmann an der Universität Tübingen. Im Herbst desselben Jahres nahm er seine Forschungen am Inhalt der Hefezellen im Hygiene-Institut in München wieder auf, wo sein Bruder Hans Mitglied des Direktoriums war. Dank des Zugangs zu den erforderlichen Räumlichkeiten und Mitteln konnte der Wissenschaftler groß angelegte Experimente durchführen.
Trotz fehlender Unterstützung und finanzieller Mittel setzte Buchner seine Untersuchungen zur Fermentation fort und erzielte während der Jahre 1896-1897 bedeutende Erfolge. Am 9. Januar 1897 schickte der Münchner seinen Artikel Über alkoholische Gärung ohne Hefezellen an die deutsche chemische Zeitschrift Chemische Berichte.
Im Oktober 1898 wurde Buchner Leiter der Abteilung für Allgemeine Chemie an der Landwirtschaftlichen Hochschule der Humboldt-Universität in Berlin. Hier hielt er auch Vorlesungen über landwirtschaftliche Chemie, landwirtschaftliche chemische Experimente und über die Gärung in der Zuckerindustrie. Die Tätigkeit an der Hochschule förderte die Durchführung biochemischer Forschungen.
Um Mittel für seine wissenschaftlichen Forschungen zu erhalten und seine Assistenten selbst ausbilden zu können, habilitierte sich Buchner 1900 an derselben Hochschule, was ihm den Grad eines Professors für Doktoranden in west- und osteuropäischen Ländern verlieh.
Die Ergebnisse seiner Entdeckungen zur alkoholischen Fermentation von Zucker veröffentlichte Buchner 1903 in seinem Buch Die Zymasegärung (Zymase – der Fermentationsprozess, der durch Hefe ausgelöst wird).
Nobelpreis
Eduard Buchner führte ein Experiment durch, bei dem er einen zellfreien Extrakt aus Hefezellen herstellte. Es stellte sich heraus, dass diese Flüssigkeit Zucker fermentieren konnte. Dies bewies, dass lebende Hefezellen für die Gärung nicht erforderlich sind.
Den zellfreien Extrakt erhielt der Forscher durch die Kombination von getrockneten Hefezellen, Quarz und Kieselgur, woraufhin er die Hefezellen mit einem Stößel zerdrückte. Nach einiger Zeit wurde die Mischung feucht, da der Zellinhalt freigesetzt wurde. Anschließend presste der Wissenschaftler die Mischung durch eine Presse und fügte der erhaltenen „gepressten Flüssigkeit“ Glukose, Fruktose oder Maltose hinzu. Innerhalb weniger Tage entstand manchmal Kohlendioxid.
Einmal stellte Buchner fest, dass im Extrakt unter dem Mikroskop keine lebenden Hefezellen zu sehen waren. Er nahm daher an, dass Hefezellen Proteine in die Umgebung freisetzen, um Zucker zu fermentieren, stellte jedoch später fest, dass die Fermentation innerhalb der Zellen stattfindet.
1907 erhielt der Münchner den Nobelpreis für Chemie für seine biochemischen Forschungen und die Entdeckung der extrazellulären Gärung. 1909 wurde er an die Universität Breslau berufen und zwei Jahre später an die Universität Würzburg.
Interessanterweise war der schwedische Chemiker und Erfinder Alfred Nobel, der den berühmten Preis ins Leben rief, ein versierter Geschäftsmann mit umfassenden Marketingkenntnissen. Nobel nutzte den wirtschaftlichen Boom durch den Krieg und baute Waffen und Tunnel. Nobel erhielt 355 internationale Patente. Sein im Krieg und im Frieden erworbenes Vermögen vermachte der melancholische Einzelgänger für die jährlichen Preise, die für herausragende wissenschaftliche Leistungen vergeben werden. Nach Nobels Tod gründeten seine Nachkommen über 90 Waffenfabriken, obwohl der Chemiker an den Pazifismus glaubte, das heißt an die Ablehnung jeder Art von Krieg.
Militärdienst
Während des Ersten Weltkriegs trat Buchner der Armee bei. Während seines Dienstes in einem Feldlazarett in Rumänien wurde Major Buchner verwundet, unter anderem am 3. August 1917. Der Wissenschaftler erlag diesen Verletzungen am 13. August.