Von Helmut Grünewald

Der Nobelpreis – so steht es in Alfred Nobels Testament – soll demjenigen zuerkannt werden, der eine große Leistung zum Besten der Menschheit vollbracht hat. Wohl selten traf diese Formel so sehr auf einen Mann und seine Entdeckung zu wie auf Wilhelm Conrad Röntgen, der 1901 für seine "X-Strahlen" den ersten Nobelpreis für Physik erhielt. Wer wüßte nicht von der segensreichen Hilfe, welche die Röntgenstrahlen heute auf allen Gebieten der Medizin leisten, weil sie die weichen Gewebe leichter durchdringen als die harten Knochen und so dem Arzt ein Bild vom anderweitig unsichtbaren Inneren des menschlichen Körpers geben. Aber auch andere Zweige der Naturwissenschaften haben sich die Röntgenstrahlen zunutze gemacht, so vor allem die Chemie, die sich ja mit Molekülen befaßt, die infolge ihrer Winzigkeit normalerweise nicht zu sehen sind, auch mit dem stärksten Mikroskop nicht. Fast alles, was der Chemiker über seine Moleküle weiß, erfährt er indirekt auf dem Umweg über ein klug erdachtes Experiment, dessen Ausgang – sei es durch eine Farbänderung, eine Trübung, eine Gasentwicklung oder ähnliches – auf die Struktur der am Versuch beteiligten Stoffe schließen läßt.

Die Struktur der Stoffe – das ist es, was der Chemiker vor allem kennenlernen möchte. Jedes Molekül besteht aus Atomen, von denen sich der Laie durchaus die Vorstellung winzig kleiner Kugeln machen darf, die mit dünnen Spiralfedern aneinanderhängen. Die Art der Atome und die Reihenfolge ihrer Verknüpfung machen die Eigenart der Moleküle aus, bestimmen ihr Verhalten und auch – was besonders wichtig ist – ihre biologischen Wirkungen.

Mit Hilfe der Röntgenstrahlen kann man nun auch direkt ein Bild von der Struktur eines Stoffes erhalten. Freilich ist das Verfahren wesentlich komplizierter als die Röntgenaufnahme in der Klinik, aber das Prinzip ist fast das gleiche: Bringt man einen Kristall in einen Röntgenstrahl, so kann dieser nur den Zwischenraum zwischen den Atomen leicht durchdringen, an den "härteren" Atomen selbst wird er gebeugt und muß einen anderen Weg nehmen. Jeder Röntgenstrahl also, der auf ein Atom trifft, wird einen hinter dem Kristall befindlichen Film an einer anderen Stelle erreichen als der Strahl, der ungehindert zwischen den Atomen hindurchgehen kann. Aus dem Muster, das die gebeugten Strahlen auf dem Film erzeugen (Beugungsmuster oder Röntgendiagramm heißt das in der Fachsprache), läßt sich dann mit einem enormen Rechenaufwand, der überhaupt erst mit modernen, elektronisch arbeitenden Rechenmaschinen möglich geworden ist, die Verteilung der Atome im Kristall und damit die Struktur des Moleküls ermitteln. Was man erhält, ist ein Bild von frappierender Anschaulichkeit. Es sieht etwa so aus wie die Landkarte eines hügeligen Gebietes: Jedes Atom liegt im Zentrum eines Systems von Höhenlinien, aus dem man mit einiger Erfahrung direkt die Struktur des untersuchten Moleküls ablesen kann.

Das ist mit wenigen Worten das Prinzip der Arbeiten, für welche die Schwedische Akademie der Wissenschaften am vergangenen Donnerstag der Engländerin Dorothy Crawfoot-Hodgkin den diesjährigen Nobelpreis für Chemie verliehen hat. Mrs. Crawfoot-Hodgkin ist nach Marie Curie, Irene Joliot-Curie und Maria Goeppert-Mayer die vierte Frau, die einen naturwissenschaftlichen Nobelpreis bekam.

Neben ihrer wissenschaftlichen Brillanz haben die Untersuchungen der diesjährigen Preisträgerin auch eine hohe praktische Bedeutung, denr. sie galten einem Molekül, das seit seiner Entdeckung vor 16 Jahren für die Medizin außerordentlich wichtig geworden ist – dem Vitamin B 12.

Seit langem kennt man das als Blutarmut bezeichnete, vom Mediziner Anämie genannte Krankheitsbild, bei dem der Patient nicht genügend rote Blutkörperchen besitzt. Besonders schwere Fälle dieser Krankheit verlaufen tödlich, und es war ein bedeutender Fortschritt, als man 1926 fand, daß der regelmäßige Genuß roher Leber diese Krankheit heilen kann. Ein Leben lang täglich 100 bis 150 Gramm rohe Rinderleber zu essen, ist aber nicht jedermanns Sache, und so versuchte man bald, das heilende Prinzip der Leber zu finden, um die Therapie vereinfachen und angenehmer gestalten zu können. Im Frühjahr 1948 hatten amerikanische Forscher Erfolg: Sie isolierten aus vielen Kilogrammen Ochsenleber winzige Mengen einer Substanz, die in kleinen roten Nadeln kristallisiert, an der Luft zerfließt, aus insgesamt 183 Atomen besteht und den Namen Vitamin B 12 erhielt.

Man darf ohne Übertreibung behaupten, daß dieses Vitamin zu den kompliziertesten Strukturen zählt, welche die lebende Natur hervorbringt. Entsprechend schwierig gestaltete sich die Strukturanalyse, die 1955 zu dem Erfolg führte, der jetzt mit dem Nobelpreis bedacht wurde. Ohne die Hilfe der Röntgenstrahlen wäre das Molekül vielleicht auch heute noch immer nicht in allen Einzelheiten bekannt. Noch weiß man nicht, wie das Vitamin B 12 seine Wirkungen hervorbringt. Aber der wichtigste Schritt auf diesem Wege ist mit der Aufklärung seiner Struktur getan worden.