Ismeretlen őszi színek, amikor a juhar elveszíti zöld természetét - FAZ
Közeledik az ősz, a természetben pompás színjáték veszi kezdetét. A lombhullató fák klorofillt bontani kezdenek, leveleik sárga, narancssárga és vörös színűek. Korábban azt hitték, hogy minden növény ugyanazt a mintát követi. Az Innsbrucki Egyetem kutatói azonban most megvizsgálták a norvég juhar leveleit, és egy eddig ismeretlen bomlástermékre bukkantak. Az Európa nagy részén elterjedt lombhullató fa nyilvánvalóan kifejlesztette a klorofill anyagcseréjének saját módját.
A zöld levelekben lévő klorofill a nap folyamán fotoszintézissel alakítja a napfényt kémiai energiává. Ősszel a fák fontos tápanyagokat, például nitrogént és ásványi anyagokat vesznek vissza a levelekből. Ez felszabadítja a klorofillt azokból a fehérjékből, amelyekhez normálisan kötődik. Mivel ebben a formában mérgező, a növényeknek tovább kell bontaniuk az anyagot. A jelenlegi ismeretek szerint ennek a reakciónak a végtermékei az úgynevezett nem fluoreszcens klorofill-katabolitok (NCC-k) voltak. Ezek az anyagok azonban a norvég juharokban nem találhatók meg. Itt Bernhard Kräutler és kollégái egy másik színtelen vegyülettel találkoztak, dioxobilánnal. Ez akkor fordul elő, amikor a norvég juhar levélzöldje elpusztul ("Angewandte Chemie", doi: 10.1002/anie.201103934).
Elemzéseikhez az osztrák tudósok ősszel sárga leveleket gyűjtöttek a norvég juharfákról Innsbruck Hofgarten-ben. Kivonatot készítettek 130 gramm levélből, amelyből alig kevesebb mint 90 milligramm sárgás port kaptak, amelyet dioxobilánnak azonosítottak. Tömegspektrometriával és magmágneses rezonancia vizsgálatokkal végül sikerült meghatározni az anyag molekulaszerkezetét.
Azok a kémiai reakcióutak, amelyekkel a zöld növények ősszel megszabadulnak a klorofilltól, nem voltak olyan régóta ismertek. Csak körülbelül két évtizeddel ezelőtt fedezték fel az első klorofill katabolitokat - mindegyik színtelen bomlástermék, amely a tetrapirrolok osztályába tartozik, és amelynek szerkezete négy nitrogéntartalmú öttagú gyűrűből áll. Korábban hiába keresték a leveles zöld színű bomlástermékét, a szerkezettel rokon hemoglobin lebontásával analóg módon. Ez a vörösvérsejtek festékeként ismert komplex biokebontás során zöld-kék és sárga anyagokat képez. Ezek felelősek a gyógyító zúzódások (hematomák) elszíneződéséért.
1991-ben Kräutler és Philippe Matile a Zürichi Egyetemről felfedezték az árpa levelében az első nem fluoreszcens klorofill katabolitokat, és tisztázták azok szerkezetét. Aztán olyan változatos növényekben találták őket, mint a repce, a dohány, a kukorica és a spenót. Azokat az anyagokat, amelyek ultraibolya fény alatt fluoreszkálnak, és ezért "fluoreszcens klorofill-katabolitoknak" (FCC) nevezzük, köztes termékként is el lehet különíteni a levélzöld és a színtelen tetrapirrolok lebontásában. Általában ezek a kapcsolatok rendkívül rövid ideig tartanak. Az érett banán esetében azonban úgy tűnik, hogy hosszabb ideig léteznek, mert héjuk kéken világít fekete fény alatt.
Ha az NCC-ket korábban a levelek egységes lebontási útjának végtermékének tekintették, akkor ezt a képet most felül kell vizsgálni. Egyelőre nem tudni, hogy a juharlevelekben található dioxobilán mely reakciókkal alakul ki klorofillból. A Müller körüli tudósok egy lebontási mechanizmust javasolnak, amelynek köztes szakaszait még nem sikerült kísérletileg megerősíteni. Továbbra is nyitott a kérdés, hogy a klorofill bomlástermékei milyen funkcióval rendelkeznek. Eddig azt hitték, hogy a sejtek méregtelenítenek, és az anyagok mintha hulladékok lennének. De az is elképzelhető, hogy a bomlástermékeknek fiziológiai hatása van.
A gyümölcsökben fiziológiai hatást már bizonyítottak. Néhány évvel ezelőtt az osztrák tudósok képesek voltak elkülöníteni a nem fluoreszcens klorofill katabolitokat a Golden Delicious fajta érett alma héjából és a Williams körtéből, és bizonyították antioxidáns hatásukat. A sárga és a vörös gyümölcs hosszabb eltarthatóságú a klorofill lebomlása miatt. További vizsgálatoknak tisztázniuk kell, hogy a lomblevelekben a levélzöld bomlástermékei milyen szerepet játszanak.