Neuer Blick ins "Auge der Pflanze"
Ein Chemiker der Universität Leipzig hat mit Hilfe der Kern-Magnet-Resonanz-Spektroskopie (NMR) neue Erkenntnisse über die Vorgänge im "Auge" von Pflanzen - den sogenannten Phytochrom-Fotorezeptoren - gewonnen. Mit diesen Proteinen, die Licht detektieren, können Pflanzen zwischen Helligkeit und Dunkelheit unterscheiden. Dr. Chen Song vom Institut für Analytische Chemie fand bei seinen Experimenten heraus, dass beim Prozess der Licht-Absorption in den Phytochrom-Fotorezeptoren eine komplexe zelluläre Signalkette in Gang gesetzt wird. Diese führt letztlich zu einer Verschiebung der positiven und negativen elektrischen Ladungen.
Schematische Darstellung eines Phytochromes. Dieses "Auge" der Pflanze ist ein Fotorezeptor-Protein, das Licht detektiert. Bei der Licht-Absorption werden darin positive und negative elektrischen Ladungen verschoben.
Dr. Chen Song
"Früher hat man diese Schaltprozesse in Phytochromen vor allem mit geometrischen Veränderungen verbunden. Heute erkennen wir, dass Verschiebungen von elektrischen Ladung ebenso stattfinden und diese genauso den Funktionsmechanismus im 'Auge' der Pflanze beeinflussen können", sagt Dr. Chen Song. Die Daten aus der Kern-Magnet-Resonanz-Untersuchung, die er mit einer neuen Methode erhalten hat, ermöglichten es ihm, diese Ladungsverteilung zu rekonstruieren. Dabei zeigte sich, dass die Ladungen in unterschiedlichen Schaltzuständen an anderen Stellen sitzen. Ist das Phytochrom im Dunkeln, sitzt die positive Ladung an einer anderen Stelle als bei Belichtung. "Wir haben noch mehr Ladungsverschiebungen unter Belichtung beobachtet. Es ist wie eine dreidimensionale Architektur, die völlig umgebaut wird", erklärt der Forscher.
Die Arbeiten zeigen, dass NMR-Spektroskopie sehr detailliert Schaltprozesse in Proteinen beobachten kann. Dr. Song will nun als nächstes untersuchen, ob in der großen Familie der Phytochrome die Schaltprozesse vergleichbar ablaufen. "Es wäre ein Paradigmenwechsel in der Protein-Biophysik", erklärt er.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
