Robert Huber

deutscher Chemiker und Nobelpreisträger

Robert Huber (* 20. Februar 1937 in München) ist ein deutscher Chemiker und Nobelpreisträger, der wesentliche methodische Beiträge zur Röntgenstrukturanalyse von Makromolekülen geleistet hat, der aber vor allem die atomare Raumstruktur einer Vielzahl von interessanten Enzymen und Strukturproteinen aufgeklärt und so ihre Funktionsweise verständlich gemacht hat.

Robert Huber.

Biographie und WerkBearbeiten

Huber legte sein Abitur 1956 am Humanistischen Karlsgymnasium München-Pasing ab. Anschließend studierte er Chemie an der Technischen Universität München (damals TH) und promovierte dort 1963 bei Walter Hoppe mit dem Thema Die Röntgenstrukturanalyse des Syn-Kaliummethyldiazotates.[1] Anders als viele junge Kollegen seines Bereiches ging er nicht zu Max Perutz nach Cambridge, der 1962 den Nobelpreis für die Entschlüsselung der Strukturen des Sauerstofftransporteurs Hämoglobin bekommen hatte und über die Jahre wesentliche strukturelle Probleme der Röntgenstrukturanalyse lösen konnte, sondern baute am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München ein eigenes ambitioniertes, junges Team auf, benutzte aber Perutz' Erkenntnisse, entwickelte sie weiter und war später gut mit ihm befreundet.

So schrieb er auch seine Habilitation bei Hoppe in München. Von 1971 bis März 2005 war er Direktor am MPI in Martinsried. Heute leitet er als Direktor Emeritus die Gruppe für Strukturforschung am MPI für Biochemie.

1988 erhielt er den Nobelpreis für Chemie zusammen mit Johann Deisenhofer und Hartmut Michel. Alle drei wurden für ihre erste Kristallisierung eines Photosynthese-Reaktionszentrums ausgezeichnet.

In seiner Dissertation entschlüsselte Robert Huber die Struktur des Ecdysons, eines Steroid-Hormons, das die verschiedenen Häutungsschritte von der Schmetterlingsraupe bis zum fertigen Insekt steuert. In München nutzte er die Errungenschaften des Perutz-Teams und erweiterte sie, so dass man mit ihnen Proteinstrukturen aufklären konnte, die nicht nur aus den bisher üblichen zehn bis hundert, sondern Tausend bis Zehntausend von Atomen bestehen.

Die Struktur des roten sauerstoffbindenden Hämoproteins der Fliegenlarve, die er mit diesen Methoden in seiner Habilitationsschrift entschlüsselte, wies zur allgemeinen Überraschung eine myoglobinartige Kettenfaltung auf, womit Huber erstmals die Universalität der Globinfaltung bewies.

Sein Einstieg in die Serinproteinasen war 1974 die Strukturermittlung des Trypsininhibitors aus Rinderpankreas (PTI).[2] Die Struktur dieses kleinen, äußerst stabilen Proteins konnten er und sein Team mit einer damals außergewöhnlichen Präzision bestimmen, weshalb es lange Zeit als wichtige Referenzstruktur für Faltungsstudien und Simulationsrechnungen galt.

Die Enzym-Inhibitor-Komplexe erwiesen sich als ausgezeichnete Beispiele für die Interaktion und gegenseitige Erkennung von Proteinen, Proteinasen und kleineren Verbindungen,[3] so dass in seiner Abteilung der erste vollständige Antikörper der IgG-Klasse aufgeklärt werden konnte.

Huber konnte mit seinem Team auf kristallographischem Weg zeigen, dass die in den Siebzigern als starre Moleküle angesehenen Proteine in Wirklichkeit flexibel waren und gerade dadurch viele Reaktionen erst ermöglichten. Erst die Aktivierung des Trypsinogens zum Trypsin etwa macht aus einer teilweise ungeordneten Kette eine aktive, geordnete Proteinkonformation.[4] Y- oder T-förmige Antikörper wiederum bieten Beispiele für Scharnierbewegungen von Proteindomänen.

Das Gegenteil dieser Flexibilität – die Rigidität – spielt dagegen eine entscheidende Rolle bei der Funktion zweier Proteinkomplexe, die an den ersten Schritten der Photosynthesereaktion beteiligt sind: ausladende Lichtsammler- und Lichtleiterkomplexe fangen Licht unterschiedlicher Wellenlänge ein und leiten es durch induktive Resonanz an die Reaktionszentren weiter.

Für die dreidimensionale Bestimmung dieses Reaktionszentrums, bekamen er und seine Mitstreiter Johann Deisenhofer und Hartmut Michel den Nobelpreis für Chemie verliehen. Sie hatten es geschafft, die Struktur dieses für die Photosynthese in Purpurbakterien wichtigen Intramembranproteins mithilfe der Röntgenstrukturanalyse zu entschlüsseln. Deren Kenntnis ermöglichen den ersten Einblick in die Strukturanteile, welche die integrale Funktion der Photosynthese durchführen – und damit "einen der fundamentalsten Prozesse des Lebens"[5][6]. Sein Verständnis kann auf die noch komplexeren, analogen Prozesse bei der Photosynthese in Cyanobakterien übertragen werden, die auch in Chloroplasten höherer Pflanzen stattfinden.

Die außergewöhnliche Produktivität dieses Teams in der Aufklärung von Strukturen ist zu einem großen Teil auf die Weiterentwicklung der Methoden der Röntgenkristallographie durch Robert Huber zurückzuführen. Neben der "Faltmolekül-Methode", der ersten Flächen-Detector-Software MADNES und dem kristallographischen PROTEIN-Package entstand in der Abteilung das erste funktionierende Grafiksystem FRODO, das es ermöglichte, dreidimensionale Elektronenwolken mit Strukturmodellen zu überlagern und zu drehen, um auf Enzymen und Substraten oder Antikörpern und Antigenen komplementäre Oberflächenbereiche zu erkennen, an denen etwa Enzyme an Aminosäuren andocken oder andere Reaktionen stattfinden können[7]. Hubers Erfolg basiert nicht zuletzt auf seinen geringen Berührungsängsten mit neuen Materien: Er ist nicht nur ein ideenreicher Kristallograph, sondern führte immer wieder chemische Versuche auch mit gefährlichen Materialien durch und arbeitete sich in die verschiedensten Bereiche ein, mit denen er zu tun hatte – bis hin zur Softwareentwicklung.

Von 1976 bis 2005 war Huber außerplanmäßiger Professor an der TU München, die ihn 2013 zum Emeritus of Excellence berief. Daneben besetzt er mehrere Gastprofessuren an den Universitäten von Cardiff, Duisburg-Essen und Barcelona und ist Honorarprofessor an vielen (vor allem südostasiatischen) Universitäten. Er war Mitgründer der Biotech-Unternehmen Proteros (1997) und SuppreMol (2005), in beiden Unternehmen nimmt er beratende Funktionen ein. Robert Huber ist in zweiter Ehe verheiratet und hat vier Kinder.

Auszeichnungen und Mitgliedschaften (Auswahl)Bearbeiten

LiteraturBearbeiten

  • Wie ich zur Proteaseforschung kam oder, richtiger gesagt, wie die Proteaseforschung zu mir kam, in: Angewandte Chemie Volume 125, Issue 1, S. 69–75

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Lebensdaten, Publikationen und Akademischer Stammbaum von Robert Huber bei academictree.org, abgerufen am 12. Februar 2018.
  2. Robert Huber: Structure of the Complex formed by Bovine Trypsin and Bovine Pancreatic Trypsin Inhibitor. II. Crystallographic refinement at 1.9 Å resolution. In: Journal of Molecular Biology. Band 89, 1974, S. 73–101 (englisch).
  3. Wolfram Bode, Robert Huber: Natural Protein Proteinase-Inhibitors and their Interaction with Proteinases. In: European Journal of Biochemistry. Band 204, 1992, S. 433–451 (englisch).
  4. Robert Huber, Wolfram Bode: Structural Basis of Activation and Action of Trypsin. In: European Journal of Biochemistry. Band 11, 1978, S. 114–122 (englisch).
  5. Robert Huber – Facts. In: NobelPrize.org. Nobel Media, 9. Juli 2020, abgerufen am 10. Juli 2020.
  6. J. Deisenhofer, O. Epp, K. Miki, Robert Huber, H. Michel: Structure of the protein subunits in the photosynthetic reaction centre of Rhodopseumdomonas viridis at 3Å resolution. In: Nature. Band 318, 1985, S. 618–624.
  7. Wolfram Bode, Hans Fritz: Robert Huber - A Life Devoted to Protein Structures and Functions. In: Biological Chemistry. Band 378, 1997, S. 119–120.
  8. Press release. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2020. Thu. 9 Jul 2020.
  9. Mitgliederverezichnis: Robert Huber. Academia Europaea, abgerufen am 29. Juni 2017 (englisch, mit biographischen und anderen Informationen).

WeblinksBearbeiten

Commons: Robert Huber – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien