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Struktur von Ribose

Durch eine Veröffentlichung in der anerkannten Fachzeitschrift “Angewandte Chemie” erhielt eine Gruppe von Wissenschaftlern unter anderem an der Universität Duisburg-Essen (UDE) nun internationale Aufmerksamkeit für eines ihrer Forschungsprojekte. Das Team um den Strukturchemiker Prof. Dr. Roland Boese kam einem lang gehüteten Geheimnis auf die Spur: der Struktur von Ribose.

Einen Artikel in dieser Fachzeitschrift platzieren zu können, ist auch für gestandene Wissenschaftler immer wieder etwas Besonderes. Auch für Prof. Roland Boese, der mit mehr als 700 Publikationen in referierten Journalen und Monographiebeiträgen zu der internationalen Gruppe der meist zitierten Wissenschaftler überhaupt zählt. Der nun veröffentlichte Artikel behandelt auch einen seiner Interessensschwerpunkte: die Festkörperstruktur-Eigenschaftsbeziehung und die Kristallisation von kleinen Molekülverbindungen.

Bahnbrechend und lang ersehnt
Auch Ribose ist nur ein kleines Molekül — aber mit großer Bedeutung für alles Leben. Der Zucker ist Teil der Ribonukleinsäure, der Trägerin der genetischen Information in unseren Zellen. Bisher hat sich die Kristallstruktur der Ribose aber nicht entschlüsseln lassen — trotz vieler Versuche von Forschern aus aller Welt. Dank einer besonderen Kristallisationstechnik, die an der UDE entwickelt wurde, gelang den Chemikern aus Duisburg-Essen gemeinsam mit Kollegen von der ETH Zürich die Aufklärung der Kristallstruktur der Ribose. Als “bahnbrechend” und “lang ersehnt” bezeichnet die “Angewandte Chemie” diese Ergebnisse.

Widrige Umstände überwunden
Denn während die Strukturen anderer wichtiger Zucker bereits lange bekannt sind, wollte die Ribose ihr Geheimnis nicht preisgeben. “Die Verbindung ist extrem schwer kristallisierbar”, sagt Prof. Roland Boese.
“Letztendlich konnten wir trotz solch widriger Umstände und unzähliger Fehlversuche die Struktur knacken.” Dazu wurden zunächst Computerberechnungen angestrengt, um damit aus Röntgenbeugungsanalysen von Pulverproben Ergebnisse zu gewinnen. “Anschließend gelang es uns dann, per Zonenschmelze Einkristalle herzustellen”, sagt Boese. Eine kleine Zone des Materials wird dabei zunächst erhitzt und diese Schmelzzone weiter bewegt. Beim Erkalten erstarrt das Ganze dann zum gewünschten Einkristall mit einer einheitlichen Kristallstruktur. Dies ließ sich dann per Röntgenstrukturanalyse untersuchen. Am Ende waren damit auch die Pulverdaten endgültig bestätigt: Ribose kristallisiert als Pyranose, also als Sechsringe. (Uni Duisburg-Essen)