{"id":28000,"date":"2015-09-01T03:06:09","date_gmt":"2015-09-01T01:06:09","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fpflanzlicher-stahlbeton-grazer-biochemiker-klaeren-lignin-biosynthese.html"},"modified":"2015-08-28T10:57:14","modified_gmt":"2015-08-28T08:57:14","slug":"pflanzlicher-stahlbeton-grazer-biochemiker-klaeren-lignin-biosynthese","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/pflanzlicher-stahlbeton-grazer-biochemiker-klaeren-lignin-biosynthese\/","title":{"rendered":"Pflanzlicher \u201eStahlbeton\u201c: Grazer Biochemiker kl\u00e4ren Lignin-Biosynthese"},"content":{"rendered":"
\"Lignin
Lignine lassen Pflanzen Richtung Sonne wachsen und sorgen gleichzeitig f\u00fcr die Abwehr von Fressfeinden. TU Graz, Uni Graz und acib haben nun gezeigt: ein bestimmtes Enzym ist der Schl\u00fcssel zur Ligninproduktion der Pflanzen. \u00a9 TU Graz<\/figcaption><\/figure>\n

Lignine lassen Pflanzen Richtung Sonne wachsen und sorgen gleichzeitig f\u00fcr die Abwehr von Fressfeinden. Ein detailliertes Verst\u00e4ndnis der biochemischen Prozesse der Ligninherstellung ist vom Pflanzenschutz \u00fcber die Pharmazie bis zur Biomasseverwertung in vielen Bereichen von gro\u00dfem Interesse. Ein Forscherteam der TU Graz hat jetzt gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen von Uni Graz und acib gezeigt: ein bestimmtes Enzym ist der Schl\u00fcssel zur Ligninproduktion der Pflanzen. Damit richtet sich die Aufmerksamkeit der internationalen Fachwelt f\u00fcr Naturstoffsynthese auf eine ganz neue Enzymfamilie. Die Ergebnisse wurden im \u201eJournal of Biological Chemistry\u201c publiziert.<\/strong><\/p>\n

Selbst das kleinste Unkraut hat gro\u00dfen Nutzen – so zum Beispiel die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana<\/em>). Anhand dieser Modellpflanze der Pflanzenforschung ist einer Grazer Biochemiegruppe ein Durchbruch in der Biosynthese des pflanzlichen \u201eStahlbetons\u201c Lignin gegl\u00fcckt. Peter Macheroux hat gemeinsam mit seinem Team vom Institut f\u00fcr Biochemie der TU Graz und unter Mitwirkung der Uni Graz und des Kompetenzzentrums acib ein Enzym namens Berberine Bridge Enzyme, kurz BBE, als zentralen Schl\u00fcssel der Ligninproduktion von Pflanzen identifiziert.<\/p>\n

Enzym erm\u00f6glicht Lignin-Produktion<\/h3>\n

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 \u2013 Alkaloide sind eine pharmazeutisch besonders interessante Gruppe pflanzlicher Wirkstoffe \u2013 war bald entdeckt. \u201eSeither wurde durch Sequenzierarbeiten weltweit in derart vielen Pflanzen BBE gefunden, dass wir davon ausgehen, dieses Enzym in so gut wie allen Pflanzen aufzufinden\u201c, erkl\u00e4rt Peter Macheroux. Auff\u00e4llig ist aber: Die Alkaloidproduktion ist ein Sekund\u00e4rstoffwechsel, das hei\u00dft, im Gegensatz zur Photosynthese eben nur bestimmten und nicht allen Pflanzen eigen. \u201eWir mussten uns daher die Frage stellen: \u201eWieso haben auch nicht-alkaoidproduzierende Pflanzen jene Gene, die das Enzym BBE kodieren?\u201c, so Macheroux. Obwohl BBE im Pflanzenreich extrem verbreitet ist, wusste die Forschung so gut wie nichts \u00fcber 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 k\u00f6nnen Pflanzen jene Biopolymere produzieren, die f\u00fcr Verholzung zust\u00e4ndig sind und Pflanzen Richtung Sonne wachsen lassen \u2013 Lignin.<\/p>\n

Relevant f\u00fcr Pharmazie, Landwirtschaft und Biomasseverwertung<\/h3>\n

\u201eViele 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 nat\u00fcrlicher Pflanzenschutz. Die Bildung von Lignin ist ein unglaublich komplexer Prozess, in dem viele R\u00e4dchen in einander greifen m\u00fcssen, damit er reibungslos funktioniert. Und wir wissen nun, dass die BBE-Familie eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielt\u201c, unterstreicht Macheroux die Bedeutung des Ergebnisses. Das Resultat ist\u00a0 nicht nur evolutionsbiologisch und pharmazeutisch sehr interessant: \u201eNeben der pharmazeutischen Gewinnung und Verwendung pflanzlicher Wirkstoffe ist auch der landwirtschaftliche Pflanzenschutz ein Thema. Mit mehr Detailkenntnis \u00fcber Lignin k\u00f6nnte man au\u00dferdem k\u00fcnftig Biomasse besser verwerten\u201c, betont der Biochemiker. Aufbauend auf diese Ergebnisse widmet sich sein Team nun \u201ein planta\u201c-Versuchen: Sie schalten ganz gezielt BBE-Gene aus und beobachten die konkreten Auswirkungen auf die Pflanzen. Schon jetzt best\u00e4tigen die laufenden Untersuchungen: BBE beeinflusst die Ligninproduktion.<\/p>\n

Zur Originalpublikation<\/h3>\n

\u201eOxidation of Monolignols by Members of the Berberine Bridge Enzyme Family Suggests a Role in Plant Cell Wall Metabolism\u201c
\nThe Journal of Biological Chemistry, Vol. 290, Issue 30, 18770-18781, July 24, 2015. ARTICLE #10.1074\/jbc.M115.659631
\nhttp:\/\/www.jbc.org\/content\/early\/2015\/06\/02\/jbc.M115.659631.abstract<\/a>
\nBastian Daniel; Barbara Steiner; Silvia Wallner; Peter Macheroux; Alexander Gutmann; Bernd Nidetzky; Christoph W. Sensen (Graz University of Technology)
\nTea Pavkov-Keller; Andela Dordic; Karl Gruber (University of Graz)
\nTea Pavkov-Keller; Andela Dordic (ACIB GmbH)
\nEric van der Graaff (Copenhagen University)<\/p>\n

Diese Arbeit ist im Field of Expertise \u201eHuman & Biotechnology\u201c der TU Graz, sowie im Forschungsschwerpunkt \u201eMolekulare Enzymologie und Physiologie\u201c der Universit\u00e4t Graz verankert und erfolgte somit im Rahmen der interuniversit\u00e4ren Kooperation NAWI Graz.<\/p>\n

 <\/p>\n

Kontakt<\/h3>\n

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Peter Macheroux
\nInstitut f\u00fcr Biochemie
\nTel.: +43 316 873 6450
\nE-Mail: peter.macheroux@tugraz.at<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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