Hans Adolf Krebs

Zeitgeschehen

HANS A. KREBS wurde am 25.08.1900 als Sohn jüdischer Eltern in Hildesheim geboren. Sein Vater war ein angesehener Hals-Nasen-Ohren-Arzt und so lag es nahe, dass er nach dem Abitur 1918 Medizin studierte, zunächst in Göttingen, dann in Freiburg, Berlin und München. Dort legte er 1923 sein Staatsexamen ab, ging dann als Mitarbeiter an die III. Medizinische Klinik der Universität Berlin und promovierte 1924 in Hamburg zum Dr. med.

Seine erste, 1923 erschienene Publikation trug den Titel „Die Färbung des Skelettmuskels mit Anilinfarben“.
Der junge Arzt war angezogen von der klinisch-chemischen Arbeit im Labor. Sie erforderte Genauigkeit sowie klares analytisches Verständnis. Nach einem kurzen Studium der Chemie arbeitete HANS A. KREBS 1926 bis 1930 am Berliner Kaiser-Wilhelm-Institut für Biologie. Als privater Assistent des später berühmten OTTO HEINRICH WARBURG (1883-1970), eines hervorragenden Experimentators, der über den Zellstoffwechsel – insbesondere die Zellatmung – forschte, sammelte KREBS wichtige Erfahrungen. Methodische Kenntnis und die exakte Durchführung chemischer Versuchsreihen an hauchdünnen Gewebeschnitten schufen die Basis für seine spätere Forschungsarbeit.

1930 wurde HANS A. KREBS Mitarbeiter am Städtischen Krankenhaus in Hamburg-Altona, ein Jahr später übernahm er eine Assistentenstelle an der Medizinischen Klinik der Universität Freiburg. Zusammen mit dem Medizinstudenten KURT HENSELEIT (1908-1973) gelang ihm 1932 die erste große Entdeckung: der Harnstoff- oder Ornithinzyklus, in dem Ammoniak in der Leber zu Harnstoff entgiftet wird. Der wissenschaftliche Bann war gebrochen, HANS A. KREBS stand eine glänzende Karriere bevor.

Doch der um sich greifende nationalsozialistische Rassenwahn wurde bald zur Gefahr für jüdische Wissenschaftler: 1933 erhielt der Privatdozent für innere Medizin HANS A. KREBS das Relegationsschreiben. „Ich verliere, weil ich Jude bin, nicht nur meine Stellung, sondern überhaupt jede Arbeitsmöglichkeit in Deutschland“, schrieb er an FREDERICK GOWLAND HOPKINS, den damaligen Präsidenten der Royal Society of London. Durch bestehende Kontakte und seine inzwischen erworbene wissenschaftliche Reputation gelang ihm die Emigration nach England.

Großbritannien wurde ihm zur zweiten Heimat. Zunächst in Cambridge, später in Sheffield forschte der 1945 Habilitierte intensiv über den intermediären Stoffwechsel. 1936/1937 gelang ihm die Aufdeckung des Citronensäure-, Citrat-, oder Tricarbonsäurezyklus, auch KREBS-Zyklus genannt. Bei Tieren wie bei Pflanzen bewirkt diese Reaktionsfolge in den Mitochondrien den oxidativen Endabbau der Nahrungsstoffe. Der von KREBS postulierte Zyklus bestimmte in den folgenden Jahren zahlreiche experimentelle Ansätze in der Biochemie und konnte in den 1940er-Jahren durch Versuche lückenlos bewiesen werden.

HANS A. KREBS' Pionierarbeit wurde 1953 mit der höchsten Ehrung für Wissenschaftler, dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie, ausgezeichnet. 1958 erhob Königin Elisabeth II. den seit 1939 britischen Staatsbürger in den Adelsstand. Bis zu seiner Emeritierung 1967 arbeitete KREBS als Professor in Sheffield und Oxford, danach leitete er das Metabolic Research Laboratory am Radcliffe-Krankenhaus in Oxford. Sir HANS A. KREBS, ein trotz aller Erfolge immer bescheiden auftretender Mann, starb im Alter von 81 Jahren in Oxford.

Wissenschaftliche Arbeit / Bedeutung für die Biochemie

Die Biochemie ist eine relativ junge Disziplin. Erst in den 1920er-Jahren etablierte sie sich als eigenständige Wissenschaft und errang erste Durchbrüche in der Grundlagenforschung. 1922 hatte der Arzt und Biochemiker OTTO HEINRICH WARBURG (1883-1970), Professor am Kaiser-Wilhelm-Institut für Biologie in Berlin-Dahlem, mit seinen Forschungen über den Stoffwechsel von Tumorzellen begonnen. Sein bedeutendster Schüler wurde HANS A. KREBS, der nach eigenem Bekunden während seiner vierjährigen Assistenz (1926-1930) bei WARBURG mehr als von jedem anderen Lehrer lernte.
HANS A. KREBS' Lebensleistung ist enorm. Der Schwerpunkt seines Interesses galt den biochemischen Abläufen, die den innerzellulären Stoffwechsel aller Lebewesen regulieren. Das wissenschaftliche Werk des vielfach geehrten Biochemikers umfasst mehr als 300 Publikationen. Gleichwohl betonte HANS A. KREBS immer wieder, dass wissenschaftlicher Fortschritt nur in der gemeinsamen Arbeit und im kollegialen Austausch erreicht werden könne. Zwei der wichtigsten zyklischen Reaktionsketten sind bis heute untrennbar mit seinem Namen verbunden.

Der Harnstoff- oder Ornithinzyklus, 1932 zusammen mit KURT HENSELEIT postuliert, beschreibt den Prozess der Umwandlung des äußerst toxischen Ammoniaks in ungiftigen, wasserlöslichen Harnstoff in der Leber. Diese Entdeckung machte wissenschaftlich Furore. Zwar war schon vorher bekannt, dass Harnstoff aus ${\text{NH}}_{\text{3}}$ und ${\text{CO}}_{\text{2}}$ besteht und als wichtiges Zwischenprodukt innerhalb der Reaktionskette Arginin auftritt, das anschließend durch Hydrolyse in Harnstoff und Ornithin gespalten wird.

HANS A. KREBS und sein Mitstreiter HENSELEIT vermuteten nun aber, dass das erst vor kurzem entdeckte Citrullin ein weiteres Zwischenprodukt zwischen Ornithin und Arginin sein könne. Das war der Schlüssel zu einer überwältigenden Entdeckung: An Ornithin werden ${\text{CO}}_{\text{2}}$ und ${\text{NH}}_{\text{3}}$ zu Arginin aufgebaut, diese dann wieder zu Ornithin und Harnstoff gespalten. Ein verblüffend einleuchtendes zyklisches Grundprinzip des Zellstoffwechsels war damit gefunden.
Auch bei der Entdeckung des Citronensäure- oder KREBS-Zyklus konnte HANS A. KREBS auf wichtige Vorarbeiten zurückgreifen. Aber erst wissenschaftlicher Scharfblick und die Intuition des erfahrenen Biochemikers ermöglichten die Formulierung eines universell gültigen Modells. Der Citronensäurezyklus ist Teil der Atmungskette und geht dem eigentlichen Oxidationsprozess voraus. Ausgangspunkt des Zyklus ist ein Endprodukt des Kohlenhydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsels, das Acetyl-CoA, dessen Bedeutung FRITZ ALBERT LIPMANN (1899-1986) nachwies.

Bei jedem Durchgang verbindet sich zunächst Essigsäure in der Form von Acetyl-CoA mit einem Molekül Oxalessigsäure zu Citronensäure. Diese wird in einer mehrstufigen Reihe von Reaktionen zunächst zu den Tricarbonsäuren cis-Aconitsäure und Isocitronensäure abgebaut. Es folgen die fünf Kohlenstoffatome enthaltende α-Ketoglutarsäure und die Dicarbonsäuren Bernstein-, Fumar-, Apfel- und wiederum Oxalessigsäure, mit der der zyklische Ablauf neu anhebt. (Zu beachten ist, dass in der neueren Terminologie nicht die beteiligten Säuren, sondern ihre entsprechenden Ionen benannt werden, da alle beteiligten Substrate in Ionenform vorliegen.)

HANS A. KREBS konnte zeigen, dass die oben erwähnten Tri- und Dicarbonsäuren in einer bestimmten Reihenfolge in den Stoffwechselweg eintreten und bei jedem Umwandlungsprozess von einem spezifischen Enzym katalysiert werden. Zunächst ging er davon aus, dass der Citronensäurezyklus lediglich auf den Stoffwechselweg von Kohlenhydraten im Muskelgewebe zutrifft. Inzwischen gilt als gesichert, dass er in allen lebenden Zellen abläuft und auch für den Fett- und Proteinstoffwechsel Gültigkeit besitzt.