• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Zur Hauptsidebar springen

Die Chemie Zeitschrift Österreichs

Das unabhängige Traditionsmagazin

  • Das Magazin
    • Über die Österreichische Chemie Zeitschrift
    • 120 Jahre
    • Abonnement
    • Mediadaten
    • Online-Archiv
  • Resorts
    • Forschung
    • Foto Freitag
    • Messe
    • Publikation
    • Personalia
    • Bildung
    • Termine
    • News-Archiv 2015
    • News-Archiv 2016
    • News-Archiv 2017
    • News-Archiv 2018
    • News-Archiv 2019
  • Studienführer Technische Chemie
  • Chemie-Lexikon
  • Links
    • L&B
    • labor
    • Kunststoff
  • Welkin Media Verlag
Aktuelle Seite: Startseite / Publikation / Lignin – Enzyme Schlüssel für pflanzlichen „Stahlbeton“

Lignin – Enzyme Schlüssel für pflanzlichen „Stahlbeton“

27. August 2015 von Florian Fischer

Ein Forscherteam der TU Graz hat jetzt gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen von Uni Graz und acib gezeigt: ein bestimmtes Enzym ist der Schlüssel zur Lignin-Produktion der Pflanzen. Damit richtet sich die Aufmerksamkeit der internationalen Fachwelt für Naturstoffsynthese auf eine ganz neue Enzymfamilie. Die Ergebnisse wurden im „Journal of Biological Chemistry“ publiziert. Lignine lassen Pflanzen Richtung Sonne wachsen und sorgen gleichzeitig für die Abwehr von Fressfeinden. Ein detailliertes Verständnis der biochemischen Prozesse der Ligninherstellung ist vom Pflanzenschutz über die Pharmazie bis zur Biomasseverwertung in vielen Bereichen von großem Interesse.

Ein bestimmtes Enzym ist der Schlüssel zur Ligninproduktion der Pflanzen. Foto: © Lunghammer - TU Graz
Ein bestimmtes Enzym ist der Schlüssel zur Ligninproduktion der Pflanzen. Foto: © Lunghammer – TU Graz

Selbst das kleinste Unkraut hat großen Nutzen – so zum Beispiel die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Anhand dieser Modellpflanze der Pflanzenforschung ist einer Grazer Biochemiegruppe ein Durchbruch in der Biosynthese des pflanzlichen „Stahlbetons“ Lignin geglückt. Peter Macheroux hat gemeinsam mit seinem Team vom Institut für Biochemie der TU Graz und unter Mitwirkung der Uni Graz und des Kompetenzzentrums acib ein Enzym namens Berberine Bridge Enzyme, kurz BBE, als zentralen Schlüssel der Ligninproduktion von Pflanzen identifiziert.

Enzym ermöglicht Lignin-Produktion

BBE wurde erst vor einigen Jahren ebenfalls von einem Grazer Team rund um Macheroux im kalifornischen Goldmohn nachgewiesen. Auch die zentrale Rolle von BBE im Alkaloidstoffwechsel der Pflanzen – Alkaloide sind eine pharmazeutisch besonders interessante Gruppe pflanzlicher Wirkstoffe – war bald entdeckt. „Seither wurde durch Sequenzierarbeiten weltweit in derart vielen Pflanzen BBE gefunden, dass wir davon ausgehen, dieses Enzym in so gut wie allen Pflanzen aufzufinden“, erklärt Peter Macheroux. Auffällig ist aber: Die Alkaloidproduktion ist ein Sekundärstoffwechsel, das heißt, im Gegensatz zur Photosynthese eben nur bestimmten und nicht allen Pflanzen eigen. „Wir mussten uns daher die Frage stellen: „Wieso haben auch nicht-alkaoidproduzierende Pflanzen jene Gene, die das Enzym BBE kodieren?“, so Macheroux. Obwohl BBE im Pflanzenreich extrem verbreitet ist, wusste die Forschung so gut wie nichts über ihre biochemischen Funktionen. Mit modernsten biochemischen Methoden hat das Grazer Team nun zwei Proteine der BBE-Familie separiert und untersucht. Das Ergebnis: Erst dank BBE können Pflanzen jene Biopolymere produzieren, die für Verholzung zuständig sind und Pflanzen Richtung Sonne wachsen lassen – Lignin.

Relevant für Pharmazie, Landwirtschaft und Biomasseverwertung

„Viele Aspekte der Ligninbiosynthese sind uns noch unbekannt. Wir wissen aber: Zellwandbiosynthese ist immer auch verbunden mit der Abwehr von Feinden. Lignin ist also nicht nur der Antrieb Richtung Sonne, sondern auch ein natürlicher Pflanzenschutz. Die Bildung von Lignin ist ein unglaublich komplexer Prozess, in dem viele Rädchen in einander greifen müssen, damit er reibungslos funktioniert. Und wir wissen nun, dass die BBE-Familie eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielt“, unterstreicht Macheroux die Bedeutung des Ergebnisses. Das Resultat ist nicht nur evolutionsbiologisch und pharmazeutisch sehr interessant: „Neben der pharmazeutischen Gewinnung und Verwendung pflanzlicher Wirkstoffe ist auch der landwirtschaftliche Pflanzenschutz ein Thema. Mit mehr Detailkenntnis über Lignin könnte man außerdem künftig Biomasse besser verwerten“, betont der Biochemiker. Aufbauend auf diese Ergebnisse widmet sich sein Team nun „in planta“-Versuchen: Sie schalten ganz gezielt BBE-Gene aus und beobachten die konkreten Auswirkungen auf die Pflanzen. Schon jetzt bestätigen die laufenden Untersuchungen: BBE beeinflusst die Ligninproduktion.

Publikation

Bastian Daniel; Barbara Steiner; Silvia Wallner; Peter Macheroux; Alexander Gutmann; Bernd Nidetzky; Christoph W. Sensen (Graz University of Technology)
Tea Pavkov-Keller; Andela Dordic; Karl Gruber (University of Graz)
Tea Pavkov-Keller; Andela Dordic (ACIB GmbH)
Eric van der Graaff (Copenhagen University)

Oxidation of Monolignols by Members of the Berberine Bridge Enzyme Family Suggests a Role in Plant Cell Wall Metabolism,
The Journal of Biological Chemistry, Vol. 290, Issue 30, 18770-18781, July 24, 2015.

ARTICLE #10.1074/jbc.M115.659631

Kontakt

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Peter Macheroux
Institut für Biochemie
Technische Universität Graz

Kategorie: Publikation Stichworte: Forschung, Publikation, TU Graz

Haupt-Sidebar

Die aktuelle Chemie

Newsletter

  • Unser Newsletter-Archiv

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Lebensmittel-&Biotechnologie und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Papierhandtuch Recycling für die biotechnologische Wertstoffproduktion
    am 22. September 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    An der Ostfalia Hochschule wird erforscht, wie Papierhandtücher für die biotechnologische Produktion neuer Wertstoffe recycelt werden können. Ziel ist die Entwicklung einer Methode zur Verzuckerung von Papierhandtüchern. Bakterien können […]

  • Auswechselbare Nadelverschlussvorkammer Vario Shot Xgate
    am 22. September 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    HASCO erweitert sein Düsenprogramm für Spritzgießwerkzeuge mit der auswechselbaren Nadelverschlussvorkammer Vario Shot Xgate. Xgate bietet eine präzise Nadelführung mit Vorzentrierung und ist hochgradig beständig gegen abrasive und chemisch […]

  • Recycling von Faserverbundwerkstoffen aus Rotorblättern
    am 20. September 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Das Fraunhofer IFAM leitet ein Projekt zum nachhaltigen Recycling von Faserverbundwerkstoffen aus Rotorblättern mittels Pyrolyse. Eine anschließende Oberflächenbehandlung und Qualitätsprüfung der Rezyklate ermöglichen die erneute industrielle […]

  • Neue Velcorin-Abfüllanlage von LANXESS in Betrieb
    am 20. September 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    LANXESS hat seine neue Velcorin-Abfüllanlage in Betrieb genommen, die anstelle von Glas- nun Aluminium-Kannen als Packmittel einsetzt. Die Aluminiumverpackungen sollen Kunden ein verbessertes Handling, einen vereinfachten Transport und eine […]

  • ENGEL part finder: Unterstützung im Betriebs- und Wartungsalltag
    am 18. September 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Der ENGEL part finder ermöglicht es, nahezu alle Bauteile einer ENGEL-Spritzgießmaschine auf einfache Weise zu identifizieren und zu bestellen. Der Teilescout kann nicht nur neue Teile aktueller Maschinen, sondern auch verschmutzte, abgenutzte […]

  • Analytik Jena-Campus: der Grundstein ist gelegt
    am 18. September 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Anfang September hat Analytik Jena den Grundstein für den neuen Analytik Jena-Campus am Standort Jena-Göschwitz gelegt. Zusammen mit der Muttergesellschaft Endress+Hauser investiert das Unternehmen ca. 45 Millionen Euro in das künftige […]

  • Kistler: Digital meets Circular Economy
    am 15. September 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Kistler zeigt auf der FAKUMA 2023 smarte, nachhaltige Lösungen für Prozesssicherheit und Qualität im Spritzgießen und die Trends von morgen. Mit dabei die kontaktlos messenden Sensoren im Medtech-Bereich, Sensoren für den 3D-Druck und die […]

  • WhisperValve-Baureihe jetzt bis 16 bar
    am 15. September 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Das neue Analyseventil Typ 6757 der WhisperValve-Baureihe von Bürkert Fluid Controls Systems deckt den Druckbereich bis 16 bar ab. Es ist gegen Druckstöße unempfindlich und ermöglicht Schaltzeiten unter 8 ms bei einer Leistungsaufnahme von […]

  • Hotset: „Intelligentem Temperieren gehört die Zukunft“
    am 14. September 2023 von Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Dank der kürzlich erfolgten Übernahme des Technologie-Dienstleisters iQtemp kann der deutsche Thermodynamik-Spezialist hotset nun Temperiersysteme realisieren, die das dynamische Aufheizen und homogene Abkühlen auf bislang einzigartige Weise […]

  • Mesamoll mit deutlich geringerem CO2-Fußabdruck
    am 13. September 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    LANXESS bietet ab Oktober 2023 seinen Weichmacher Mesamoll mit einem deutlich verringerten Product Carbon Footprint (PCF) an. Der phthalatfreie, gut gelierende und besonders verseifungsbeständige Weichmacher eignet sich für eine Vielzahl von […]

Schlagwörter

ABB Aktuelle Nachrichten über BASF analytica Analytik Analytik Jena Anlagenbau Automation Automatisierung Awards B&R Borealis BR CEM CO2 Danfoss Digitalisierung Endress+Hauser Evonik FCIO Festo Finance Forschung Foto Freitag FotoFreitag Hardware Industrie 4.0 Jubiläum Kreislaufwirtschaft Labor LANXESS Lenzing Logistik Messe Messe München MesseNews Messer Nachhaltigkeit OMV Personalia Publikation Pumpen Recycling Shimadzu TU Graz Webinar

Kategorien

Copyright © 2023 · WelkinMedia Fachverlag