Algen-Hydrogen

Was Grünalgen im Dunkeln treiben: Kaum bekannter Stoffwechselweg zur Wasserstoffproduktion

Wie Grünalgen im Dunkeln Wasserstoff herstellen, berichten Biologen der Ruhr-Universität im Journal of Biological Chemistry. Damit haben sie einen bislang kaum untersuchten Mechanismus zur Produktion des Gases aufgedeckt; denn üblicherweise interessieren sich Forscher für die lichtgetriebene Wasserstoffsynthese. „Wasserstoff könnte den Menschen aus der Energiekrise helfen“, sagt Prof. Dr. Thomas Happe, Leiter der AG Photobiotechnologie. „Will man Grünalgen zu einer höheren Wasserstoffbildung bringen, ist es wichtig, alle Produktionswege zu verstehen.“

Die einzellige Grünalge Chlamydomonas reinhardtii kann nicht nur mittels Sonnenenergie H2 produzieren, sondern auch im Dunkeln. Die RUB-Forscher deckten die Kombination der verantwortlichen Proteine auf.   Bild: © AG Photobiotechnologie, RUB

Unter Stress stellen Grünalgen Wasserstoff her – auch im Dunkeln

Einzellige Grünalgen der Art Chlamydomonas sind mikroskopisch kleine Lebewesen; zehn von ihnen passen nebeneinander auf ein menschliches Haar. In mancher Hinsicht sind die Mikroalgen höheren Pflanzen, etwa Bäumen, gar nicht so unähnlich, sie betreiben zum Beispiel auch Photosynthese. Anders als Landpflanzen können sie Lichtenergie aber auch in die Produktion von molekularem Wasserstoff (H2) stecken. “Chlamydomonas und Co bilden Wasserstoff aber nur unter Stress“, sagt Thomas Happe. „Die Abgabe des energiereichen Gases dient sozusagen als Überlaufventil, damit überschüssige Lichtenergie nicht den empfindlichen Photosyntheseapparat schädigt.“ Chlamydomonas kann aber auch im Dunkeln Wasserstoff herstellen. Diese Tatsache ist seit Jahrzehnten bekannt; trotzdem ist die H2-Synthese ohne Licht kaum untersucht, da dabei sehr viel weniger des Gases entsteht als im Licht. Außerdem ist es kompliziert, das Schlüsselenzym, die sogenannte Pyruvat-Ferredoxin-Oxidoreduktase, in größeren Mengen zu isolieren. Die RUB-Forscher nahmen das Projekt dennoch in Angriff.