„Das Leben ist ein chemisches Schwingen“ – nach diesem Prinzip führte Feodor Lynen seine Forschungen durch. Mit der Entdeckung der Struktur der „aktivierten Essigsäure“ legte er den Grundstein für das Verständnis vieler zellulärer Prozesse und für die Erforschung von Krankheiten wie Diabetes und Arteriosklerose. Der Biochemiker identifizierte den Mechanismus und die Regulierung des Cholesterin- und Fettsäurestoffwechsels, was ihm 1964 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin einbrachte. Mehr dazu auf imunich.eu.
Kindheit und Ausbildung
Der Wissenschaftler wurde am 6. April 1911 in München als Sohn eines Maschinenbauprofessors geboren. Schon in jungen Jahren zeigte er großes Interesse an der Chemie und führte Experimente auf dem Dachboden der Villa seiner Eltern durch. Nach einer Explosion, die leichte Verletzungen an Gesicht und Händen verursachte, pausierte er seine Experimente vorübergehend.
In den frühen 1930er Jahren entwickelte sich München zu einem Zentrum für organische Chemie. Hier lehrten und forschten Justus von Liebig, Adolf von Baeyer und Richard Willstätter. Das Themenspektrum war breit gefächert, von der Erforschung der Struktur natürlicher Substanzen bis hin zu chemischen Prozessen in lebenden Zellen. Lynen beschloss, sich diesen Wissenschaftlern anzuschließen und begann ein Chemiestudium an der Ludwig-Maximilians-Universität München.
Akademische Laufbahn
1937 verteidigte Feodor seine Dissertation über giftige Substanzen in Fliegenpilzen. Später interessierte er sich für Stoffwechselprozesse in Hefen. 1942 begann er, Chemie an seiner Alma Mater zu unterrichten. Fünf Jahre später wurde er Dozent und 1953 Professor für Biochemie. Ein Jahr darauf übernahm Lynen die Leitung des Instituts für Zellchemie der Max-Planck-Gesellschaft in München (seit 1972 Max-Planck-Institut für Biochemie).
Lynen widmete sein Leben der Erforschung der chemischen Details des Stoffwechsels in lebenden Zellen und der Mechanismen der Stoffwechselregulation. Zu den Themen, die er gemeinsam mit deutschen und anderen Forschern untersuchte, gehörten der Pasteur-Effekt (die Reduzierung der Glukoseaufnahme und die Einstellung der Milchsäureproduktion in Gegenwart von Sauerstoff), der Abbau von Essigsäure in Hefen, die chemische Struktur der „aktivierten Essigsäure“, der Abbau von Fettsäuren und die Bildung von Acetessigsäure, die Biosynthese von Cystein, Kautschuk und vieles mehr.
Während seiner 37-jährigen Lehrtätigkeit arbeiteten insgesamt 88 Studenten und Doktoranden sowie mehrere Postdoktoranden und Gastwissenschaftler in Lynens Laboratorien. Viele seiner Studenten wurden später Professoren an Universitäten oder arbeiteten an wissenschaftlichen Instituten.
Die wichtigste Entdeckung
Die Wissenschaftler jener Zeit wussten bereits, dass Essigsäure eine zentrale Rolle im Stoffwechsel spielt: Sie entsteht beim Abbau von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen und ist Bestandteil verschiedener Biomoleküle. Doch wie genau die chemischen Reaktionen ablaufen, war unklar, da Essigsäure sehr langsam reagiert und deshalb ein Aktivator vorhanden sein musste.
Lynen versuchte, Essigsäure in Zitronensäure umzuwandeln. Danach entschloss sich ein anderer Wissenschaftler, Heinrich Wieland, mit dem Lynen zusammenarbeitete, Hefezellen zusammen mit Sauerstoff zu schütteln, was dazu führte, dass alle nützlichen Substanzen verwendet wurden. Die Forscher entdeckten, dass die Hefen nach Zugabe von Essigsäure diese erst nach mehreren Stunden oxidieren konnten und so wieder Energie produzierten.
Feodor Lynen vermutete fälschlicherweise, dass Essigsäure durch die Zugabe einer Phosphatgruppe ihren energetischen Schub erhalten hatte. Doch Experimente mit Essigsäure und anorganischem Phosphat widerlegten dies. Der Durchbruch kam erst viele Jahre später.
Der Durchbruch war die Entdeckung des deutsch-amerikanischen Biochemikers Fritz Lipmann, der 1947 einen bisher unbekannten Kofaktor aus Taubenleberextrakt isolierte und ihn Kofaktor A nannte. Dieser enthielt Pantothensäure (Vitamin B5), Adenosin, Phosphat und Schwefel und nahm direkt an Acetylierungsreaktionen teil (und konnte daher „aktivierte Essigsäure“ enthalten). Das Problem war die Struktur der Verbindung, da sie so komplex war, dass unklar war, wie sich Acetyl mit dem Kofaktor verbindet.
Schließlich vermutete Lynen, dass der verbleibende Acetat-Rest nicht mit Pantothensäure, sondern mit Schwefel verbunden sein könnte. Er führte Experimente durch, die dies bestätigten, und nach zweimonatiger Forschung veröffentlichte er seine Erkenntnisse. Die Veröffentlichung beeindruckte amerikanische Biochemiker.
Lynen stellte fest, dass für den Cholesterinprozess Acetat erforderlich ist, das durch Kofaktor A aktiviert wird. Er entdeckte die chemische Struktur von Acetyl-CoA (Acetyl-Kofaktor A), was zu einem detaillierten Verständnis biochemischer Prozesse beitrug. Lynen hatte das Puzzle zusammengefügt und die Struktur von Acetyl-CoA entschlüsselt – einem Primärmetaboliten und einer bedeutenden Verbindung im Stoffwechsel, die in vielen biochemischen Reaktionen verwendet wird. Diese Verbindung ist auch als „aktivierte Essigsäure“ bekannt.
Die Entschlüsselung der Struktur der „aktivierten Essigsäure“ brachte Lynen internationale Anerkennung. 1964 erhielt er den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Lynens Entdeckung ist von großer Bedeutung, da sie hilft zu verstehen, wie Cholesterin Herzkrankheiten beeinflusst. Er teilte sich den Preis mit dem Biochemiker Konrad Bloch.
Cholesterin ist im Wesentlichen eine fettähnliche Substanz, die durch die Nahrung aufgenommen wird und in der Leber synthetisiert wird. Die Leber fungiert als eine Art Fabrik, die Cholesterin in verschiedene Formen verarbeitet, je nach Bedarf des Körpers. Eine kleine Menge Cholesterin ist notwendig, da es in Zellmembranen enthalten ist, Hormone und andere wichtige Substanzen synthetisiert.
Ein Überschuss an Cholesterin im Blut fördert die Entwicklung von Arteriosklerose, das heißt, Cholesterin lagert sich an den Gefäßwänden ab, was die Durchblutung des Gehirns, des Herzens und anderer Organe beeinträchtigen kann. Arteriosklerose ist eine Hauptursache für Herzinfarkt, Schlaganfall und koronare Herzkrankheit. Darüber hinaus kann ein erhöhter Cholesterinspiegel zur Bildung von Gallensteinen führen.
Anerkennung
Neben dem Nobelpreis erhielt Lynen Medaillen der American Society of European Chemists and Pharmacists, der Deutschen Chemischen Gesellschaft, der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina und der Gesellschaft für physiologische Chemie.
Er war Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, Ehrenmitglied der Harvey Society, der American Society of Biochemists und anderer wissenschaftlicher Gesellschaften.
Privatleben
1937 heiratete der Biochemiker Eva Wieland, die Tochter seines Lehrers. Zusammen hatten sie fünf Kinder. Trotz seiner Liebe zur Arbeit ließ Lynen nie zu, dass sie zur Besessenheit wurde. Er fand immer Zeit, das Leben zu genießen. Lynen verlangte von seinen Mitarbeitern die höchste Produktivität, ebenso wie von sich selbst, doch außerhalb der Arbeit genoss er das Leben und konnte sich von der Wissenschaft ablenken.
Er organisierte Skitouren und Wanderungen in die Alpen, Karnevalsfeiern, Partys und Treffen im Biergarten für seine Studenten und Kollegen. Übrigens überarbeitete Feodor seine Doktorarbeit im Biergarten des Oktoberfests.
Der Innovator starb 1979 in seiner Heimatstadt München, sechs Wochen nach einer Aneurysma-Operation.