Forscher: Herbstlaub enthält Vierweg-Lichtschalter

Innsbruck/Wien (APA) - In den vergangenen Wochen konnte man Biochemie in Echtzeit beobachten: Die Bäume „entschärften“ ihren grünen, Licht-f...

Innsbruck/Wien (APA) - In den vergangenen Wochen konnte man Biochemie in Echtzeit beobachten: Die Bäume „entschärften“ ihren grünen, Licht-fangenden Farbstoff Chlorophyll, bevor sie alle wertvollen Substanzen aus den Blättern abzogen. Gelbe Abbauprodukte davon funktionieren als lichtabhängige Vierweg-Schalter, fanden Innsbrucker Forscher heraus. Die Studie erschien im Fachmagazin „Angewandte Chemie“.

Wie dieser Schalter aussieht, unterscheidet sich je nach den Bedingungen rundum, erklärte Bernhard Kräutler vom Institut für Organische Chemie der Universität Innsbruck im Gespräch mit der APA. Es geht vor allem um die Art, wie Moleküle aneinander binden, wobei man polare und nicht polare Medien unterscheidet.

In polaren Medien wie Wasser werkt ein solches gelbes Farbstoff-Teilchen (Phylloxanthobilin) alleine und ändert seine Struktur auf bestimmte Art, wenn man es bestrahlt. Diese (cis-trans) Strukturveränderung kenne man schon von anderen, von Licht aktivierten Schaltern in Pflanzen, so Kräutler.

In nicht polaren Lösungsmitteln und wahrscheinlich in den Zellmembranen arbeiten jeweils zwei dieser gelben Farbstoff-Teilchen als Paar, das lose von elektrostatischen Kräften (durch Wasserstoffbrückenbindungen) gebunden ist. Trifft Licht darauf, schweißt es die beiden Partner durch eine ringförmige, chemische Bindung zusammen.

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Die Forscher haben in der aktuellen Studie die Struktur und die vier verschiedenen Formen des Schalters beschrieben. Jetzt wollen sie auch untersuchen, ob diese jeweils unterschiedliche Dinge in den Zellen bewirken.

Bei Pflanzen kommen die verschiedensten Chlorophyll-Abbauprodukte vor, teilweise in großen Mengen. Viele davon sind kein Müll, sondern haben wohl spezielle Funktionen in den Zellen. Welche das sind, ist aber für die meisten unbekannt. Wichtig für die Pflanzen ist auf jeden Fall, dass Chlorophyll abgebaut wird, wenn der Photosyntheseapparat „zerlegt“ wird. Sonst ist es überaktiv und bildet schädliche Sauerstoffradikale.

(SERVICE - Internet: http://dx.​doi.​org/10.1002/anie.201609481)


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