Ein einziges Enzym macht es möglich, dass Pflanzen fester und robuster sind. Grazer Forscher sind dem Mechanismus von UDP-apiose/UDP-xylose Synthase (UAXS) auf die Spur gekommen, wie sie im Fachblatt "Nature Catalysis" berichten. Gemeinsam mit Kollegen aus Italien und Spanien fanden die Wissenschafter heraus, dass das Enzym gleich vier Reaktionsschritte managt, die Pflanzen stärken.

Die Pflanzenzellwand hält nicht nur schädliche Einflüsse von außen fern, im Verbund verleiht sie Pflanzen zugleich auch Robustheit und Biegsamkeit. Für diese Eigenschaften sorgt ein spezieller Aufbau an Polymeren und Zuckern. Letztere bauen ein engmaschiges Netz aus sogenannten Fibrillen auf, die der Pflanze ihre Zugfestigkeit verleihen, heißt es in einer Aussendung des Kompetenzzentrums Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib).

Das Team um Bernd Nidetzky, wissenschaftlicher Leiter des acib sowie Leiter des Instituts für Biotechnologie und Bioprozesstechnik an der Technischen Universität (TU) Graz, gingen in diesem Zusammenhang der Funktion des verzweigten Monosaccharids Apiose nach, das sich vermehrt etwa in Sellerie oder Petersilie findet. Obwohl bereits seit über hundert Jahren bekannt, "wusste man bisher nicht über den biochemischen Mechanismus Bescheid, wie die Natur Apiose herstellt", so Nidetzky.

Grundlage für industrielle Anwendung

Dafür verantwortlich ist den Forschern zufolge einzig das Enzym UAXS. Überraschend war demnach, dass es gleich vier Reaktionsschritte im Rahmen der Apiose-Biosynthese auf den Weg bringt. So hilft das Enzym dabei Kohlenstoffverbindungen sowohl gezielt auf- wie auch abzubauen. Durch neu geschaffene zusätzliche Vernetzungen wird die Festigkeit der Pflanze erhöht.

Diese Erkenntnisse seien nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht von Interesse: "Das Verstehen der Biogenese des Kohlenhydrates Apiose in Pflanzen liefert uns obendrein eine wichtige Grundlage für zukünftige industrielle Anwendungen, etwa die Herstellung wertvoller Zuckermoleküle als Basis möglicher Produkte wie Feinchemikalien oder neuartige Biopharmazeutika", so Nidetzky. (apa)