Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Meister der Selbstheilung

22.03.2005


Grünalge verschließt Wunden durch enzymatische Aktivierung eines Proteinvernetzers


Eine kleine Verletzung ist zwar schmerzhaft, aber für uns normalerweise kein Problem. Wie alle mehrzelligen Organismen bildet unser Körper neues Gewebe rund um die lädierten Zellen. Das können Einzeller nicht. Um eine Verletzung zu überleben, müssen sie die Zelle als solche rasch flicken. Besonders verletzungsgefährdet sind große Einzeller, wie etwa die Grünalge Caulerpa taxifolia, die bis zu mehreren Metern lang werden kann. Sie ist eine wahre Meisterin in Sachen Wundverschluss. Seitdem diese invasive Alge aus tropischen Gewässern in das Mittelmeer und den Pazifik vor Nordamerika eingeschleppt wurde, verdrängt sie dort heimische Arten und richtet dabei großen ökologischen Schaden an.

"Der Erfolg der Alge beruht unter anderem auf ihrer außergewöhnlichen asexuellen Vermehrungsstrategie, die auf ihrer raschen Zellheilung beruht," erklärt Georg Pohnert. "Zerreißt die Alge, werden Zellbestandteile vermischt und wie bei einem Zweikomponentenkleber entsteht aus neutralen Komponenten ein schnell polymerisierendes Gemisch, das die entstehenden Fragmente innerhalb von Sekunden durch einen gelatineartigen Wundverschluss versiegelt. Jedes Zellfragment bildet später den Grundstock für neue Algenkolonien."


Pohnert und sein Team vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena lösten nun das Rätsel, wie die Alge ihre Wunden derart rasch und effektiv verschließt. Im Grunde benötigt Caulerpa dazu nur Caulerpenin, ein Metabolit aus der Klasse der Sesquiterpene, und eine Esterase, ein Esterbindungen spaltendes Enzym. Wird die Alge verletzt, tritt die Esterase sofort in Aktion, spaltet drei Molekülstückchen ab und wandelt Caulerpenin auf diese Weise in einen reaktiven, als Oxytoxin 2 bezeichneten 1,4-Dialdehyd um. (Eine Aldehyd-Gruppe besteht aus einem Kohlenstoffatom, das ein per Doppelbindung gebundenes Sauerstoffatom sowie ein Wasserstoffatom trägt. Die Zahlen geben die Positionen der Aldehyd-Funktionen relativ zueinander an.)

Reaktive Dialdehyde wie Oxytoxin 2 greifen Proteine an. Über ihre zwei Aldehydfunktionen können sie Proteine regelrecht zu einem polymeren Netzwerk verknüpfen. "Genau das passiert beim Wundverschluss der Algen," sagt Pohnert. "Dass dieser Mechanismus so zuverlässig funktioniert, verdankt die Alge ihrer sehr reaktiven Esterase und der hohen Caulerpenin-Konzentration, die über 1,3% ihres Feuchtgewichts ausmachen kann."
Auch andere Grünalgen-Spezies enthalten Metaboliten, die in ihrem Aufbau Caulerpenin ähneln. Pohnert: "Das von uns beschriebene Prinzip des Wundverschlusses bei Caulerpa könnte daher bei Makroalgen weit verbreitet sein."

Kontakt: Priv. Doz. Dr. G. Pohnert
Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie
Hans-Knöll-Str. 8
07745 Jena
Germany
Tel.: (+49) 03641-571-258
Fax: (+49) 03641-571-256
E-mail: pohnert@ice.mpg.de

Angewandte Chemie Presseinformation Nr. 13/2005
Angew. Chem. 2005, 117

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Alge Caulerpa Caulerpenin Esterase Wundverschluss

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik