Uran mit Hilfe eines Proteins binden

Uran mit Hilfe eines Proteins binden. Die Verwendung von Uran als nuklearer Brennstoff und Waffenmaterial erhöht das Risiko, dass Menschen damit in Kontakt kommen.

Die Lagerung radioaktiver Uranabfälle stellt ein zusätzliches Umweltrisiko dar. Die Forschung sucht noch nach einfachen, effektiven Methoden für eine sensitive Detektion und eine wirkungsvolle Therapie bei Uranvergiftungen. Wissenschaftler um Chuan He von der University of Chicago und dem Argonne National Laboratory (USA) haben ein Protein entwickelt, das Uran selektiv und stark bindet.

Uran liegt in sauerstoffhaltiger, wässriger Umgebung normalerweise als Uranyl-Kation vor (UO22+), ein lineares Molekül aus einem Uranatom und zwei endständigen Sauerstoffatomen. Das Uranylion geht zusätzlich gern Komplexbindungen ein. Bevorzugt umgibt es sich mit bis zu sechs Liganden, die sich in einer Ebene um seinen „Äquator“ anordnen.

Der Ansatz des Forscherteams bestand nun darin, ein Protein zu entwerfen, das dem Uranyl eine Bindungstasche bietet, in der es in der bevorzugten Weise von Seitengruppen des Proteins als Liganden umfangen wird. Als Vorlage diente den Wissenschaftlern das Protein NikR (nickel responsive repressor) aus E. coli, ein auf Nickelionen reagierender Regulator.

Mit einigen Mutationsschritten wurde ein Protein entwickelt, das statt Nickel Uranyl binden kann. Nur drei Aminosäuren mussten dazu verändert werden. Das Uranyl wird in der speziell konstruierten Bindungstasche nun von sechs Bindungspartnern umfangen, die das Uranylion äquatorial umgeben. Außerdem bietet die Tasche Platz für die beiden Sauerstoffatome des Uranyl.

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