Die Einheit des Stoffwechsels und die Aufklärung von Proteinstrukturen

In den zwanziger Jahren des 20. Jahrhunderts wurden viele Stoffwechselleistungen bei Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren entdeckt, so die vielen Garungen, die zur Bildung von Milchsaure, Propionsaure, Buttersaure, Butanol und Athanol fuhren, und die Atmung zur Erzeugung von Energie. Albert Jan Kluyver (1888–1956), Professor in Delft – einem Ort, an dem eine lange Tradition in der Mikrobiologie bestand, die von van Leeuwenhoek, uber van Iterson und Beijerinck bis in das 20. Jahrhundert reichte –, erkannte, dass bei allen Garungen eine katalytische Wasserstoffubertragung, eine Dehydrogenierung , stattfindet. Auch bei der Atmung findet nach der Theorie von Heinrich Wieland (1913) eine Aktivierung von Wasserstoffatomen im zu oxidierenden Substrat statt. Wasserstoff galt als das Brennmaterial der Zelle. In einer umfassenden Arbeit haben Donker und Kluyver (1926) das fur alle Organismen geltende, einheitliche Prinzip von Oxidoreduktionsprozessen als katalytische Wasserstoffubertragung beschrieben. In den folgenden Jahrzehnten wurden Stoffwechselwege und Zyklen, wie der Abbau von Zucker zur Brenztraubensaure (Glykolyse), die Umsetzung der Brenztraubensaure im Zitronensaurezyklus, die Atmungskette und viele Biosynthesewege aufgeklart und erkannt, dass diese bei allen Organismen zwar in verschiedenen Variationen, aber nach den gleichen Prinzipien ablaufen. Die Einheitlichkeit des Stoffwechsel s bei allen Lebewesen war eine wesentliche Starkung der von Darwin entwickelten Theorie der Abstammungslehre und Evolution durch Variation und Selektion. Bei den Mikroorganismen sind es nur etwa 100 Reaktionen des zentralen Stoffwechsels, die die Bausteine fur die etwa 1.200 Synthesereaktionen (Anabolische Reaktionen ) bereitstellen, die notwendig sind, um alle Makromolekule einer Zelle (DNA, RNA, Proteine, Polysaccharide, Lipide) zu synthetisieren. Auch fur den Katabolismus (Abbauwege zur Energiegewinnung und Bereitstellung von Zwischenprodukten) gelten einheitliche Prinzipien.