Wie Pflanzen ihr Chlorophyll nach dem Gebrauch entsorgen

  • Tauschen im Herbst die Blätter ihr Grün gegen Gelb- bis Brauntöne, dann steckt ein komplexer Abbauvorgang des Pflanzenfarbstoffs 
Chlorophyll dahinter.
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    Tauschen im Herbst die Blätter ihr Grün gegen Gelb- bis Brauntöne, dann steckt ein komplexer Abbauvorgang des Pflanzenfarbstoffs Chlorophyll dahinter.

Abbauprodukte des häufigsten Farbstoffs auf der Erde können alternde Zellen vor Sauerstoffradikalen schützen

Wien/Innsbruck - Reifen im Herbst die Früchte und färben sich die Blätter bunt, dann sind dies vertraute und doch immer noch nicht bis ins Detail verstandene Vorgänge. Bekannt ist, dass die Veränderungen ein sichtbares Zeichen  für den Abbau des grünen Pflanzenfarbstoffes Chlorophyll sind. Dabei entstehen farblose Substanzen, die sehr gute Antioxidantien sind, erklärte Bernhard Kräutler vom Institut für Organische Chemie der Universität Innsbruck. Diese seien bei Pflanzen wie auch beim Menschen im Alterungsprozess wichtig, weil sie Sauerstoffradikale unschädlich machen und durch diese "Entgiftung" das Leben der Zellen verlängern. In einem vor Kurzem abgeschlossenen Projekt hatte Kräutler den Chlorophyllabbau in Blättern und Früchten genauer untersucht.

Chlorophyll ist der häufigste Farbstoff auf der Erde. Seine wichtigste Aufgabe ist es, Sonnenlicht aufzunehmen und die daraus gewonnene Energie weiterzuleiten. Doch diese Eigenschaft macht den Stoff auch gefährlich. Ist der hochkomplexe Fotosyntheseapparat beschädigt, kann die Energie an Sauerstoff weitergegeben werden und sogenannte Sauerstoffradikale entstehen, schrieb Kräutler gemeinsam mit dem Schweizer Stefan Hörtensteiner in einem Übersichtsartikel zum Chlorophyllabbau in der Zeitschrift "Biochemica et Biophysica Acta". Sauerstoffradikale sind für die Zellen schädlich. Also müsse Chlorophyll nach dem Gebrauch ordnungsgemäß entsorgt werden.

Kräutler studierte die Chlorophyll-Abbauprodukte und die Recyclingschritte, die dabei in den alternden Blättern und reifenden Früchten vor sich gehen. Zunächst würde ein rotes Zwischenprodukt gebildet, das aber nur in ganz kleinen Mengen entsteht und schnell in farblose Verbindungen verwandelt wird. Bei Bananen taucht zwischendurch ein blau fluoreszierender Farbstoff auf, reife Bananen leuchten daher im UV-Licht blau.

Außer, dass die farblosen Abbauprodukte sehr gute Antioxidantien sind, die etwa Alterungsprozesse verlangsamen können, wisse man leider sehr wenig über mögliche andere Funktionen, so Kräutler. Auch sei nicht bekannt, ob und wie sie den menschlichen Stoffwechsel beeinflussen. "Wir essen reife Äpfel, Birnen und andere Früchte, das heißt, wir essen auch Chlorophyll-Abbauprodukte", erklärte Kräutler.

Schadhafte Schließzellen machen Bananen braun

Nicht nur in Blättern, auch in Früchten werde Chlorophyll zur Energiegewinnung verwendet, deshalb wären die meisten Früchte sehr lange Zeit grün. Wenn die Früchte reifen, bleiben am Schluss nur mehr einige grüne Zellen über, die für Gasaustausch sorgen, sogenannte Schließzellen, sagte Kräutler. Gehen diese kaputt, entstehen etwa in der Bananenschale braune Flecken.

Um die Abbauwege besser zu verstehen, hat Kräutler verschiedene Chlorophyll-Produkte im Labor hergestellt, etwa gelbe und rosarote Verbindungen, die auch in kleinen Mengen in alternden Blättern vorkommen. "Sie entstehen durch einen Oxidationsprozess, den man chemisch durchführen kann, und der in den Pflanzen vielleicht chemisch oder durch Enzyme getrieben abläuft", erklärte er. "Was wir nun gerne herausfinden würden, ist, welche Wirkung diese Produkte in den Pflanzen haben und was ihre Rolle im Stoffwechsel ist", sagte Kräutler. (APA/red, derstandard.at, 05.11.2012)


Abstract
Biochemica et Biophysica Acta: Chlorophyll breakdown in higher plants

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