Zur Bildung des FeMo‐Cofaktors der Nitrogenase in der Natur und im Reagensglas – ein Zusammenspiel von Genetik und Chemie

Es ist eine der herausragenden Anforderungen an die Chemie, gezielt Verbindungen mit maßgeschneiderten Strukturen und Eigenschaften zu erzeugen. Eine Art Vorbildcharakter haben hierbei Produkte der Natur, wobei sich das Spektrum von Biokatalysatoren mit optimaler Selektivität und Aktivität bis zu „anorganischen Materialien” mit außergewöhnlichen Eigenschaften erstreckt, deren Genese sich mit dem Begriff Biomineralisation beschreiben läßt. Von fundamentaler Bedeutung ist es, die Abläufe an den Schnittlinien zwischen Genexpression und nachfolgenden nicht gengesteuerten Prozessen zu verstehen. Die Chemie hat schon viel erreicht, doch bei der gezielten Synthese von maßgeschneiderten, hochkomplexen Metallclustern mangelt es noch an grundlegenden Theorien und ordnenden Prinzipien. Dies gilt speziell auch für den faszinierenden Metall‐Schwefel‐Cluster der Nitrogenase, der das aktive Zentrum für die N 2 ‐Reduktion ist und sich einer Synthese im Labor bislang entzogen hat. Für das Verständnis der biologischen Clustersynthese, die stufenweise erfolgt, sind Informationen aus der Genetik und Chemie erforderlich.