Chlorophyll Abbau in Blättern und Früchten

Die Herbstverfärbung der Laub werfenden Bäume und die Farbentwicklungen beim Reifen von Früchten sind besonders eindrückliche Erscheinungen im Zusammenhang mit dem Abbau des Chlorophylls, dem "grünen" Pflanzenfarbstoff. Der im Zyklus der Jahreszeiten stark variierende Metabolismus des Chlorophylls dürfte überhaupt das sichtbarste Zeichen des Lebens auf der Erde sein. Erst in den letzten fünfzehn Jahren wurden konkrete biologische und chemische Tatsachen über den Chlorophyll Abbau zugänglich, wobei grundlegende chemische Beiträge zu dieser Thematik von unserer Gruppe geleistet wurden. Bislang wird der Chlorophyll Abbau als Entgiftungsprozess in seneszenten Blättern von höheren Pflanzen verstanden, der schnell zu farblosen Tetrapyrrolen führt, den so genannten "nicht-fluoreszierenden" Chlorophyll Cataboliten (NCCs). Statt farbige Kataboliten zu produzieren, wie früher stets angenommen, hätte der Chlorophyll Abbau demnach nur eine passive Rolle bei der Herbstverfärbung. Das hier vorgeschlagene Projekt beschäftigt sich mit dem natürlichen Vorkommen von Chlorophyll Kataboliten in seneszenten Blättern, aber auch in Früchten, und speziell mit der Frage, ob lumineszierende und farbige tetrapyrrolische Chlorophyll Abbau Produkte nicht auch direkt zu den Farben des Herbstlaubs und von reifen(den) Früchten beitragen. Farbige Tetrapyrrole sind als mögliche natürliche Oxidationsprodukte der farblosen NCCs in Betracht zu ziehen, die ja effektive Antioxidantien sind. "Fluoreszierende" Chlorophyll Kataboliten sind meist nur kurzlebige, direkte Vorläufer der NCCs, treten aber in einzelnen seneszenten Pflanzen aus noch unbekannten Gründen vermehrt auf. Die Identifikation von lumineszierenden und von farbigen tetrapyrrolischen Chlorophyll Abbau Produkten wird damit helfen, den Ablauf und die Rolle des Chlorophyll Abbaues bei der Seneszenz und der Reifung in höheren Pflanzen besser zu verstehen. Zwecks Bearbeitung dieser Problematik wird vorgeschlagen (i) systematisch synthetische Zugänge zu farbigen, tetrapyrrolischen Chlorophyll Kataboliten zu suchen, um diese als Referenz Verbindungen zur Verfügung zu haben; (ii) in seneszenten Blättern höherer Pflanzen und in reifen(den) Früchten nach lumineszierenden und farbigen Chlorophyll Kataboliten zu suchen und (iii) den Einfluss von äußeren Faktoren auf das natürliche Vorkommen von tetrapyrrolischen Chlorophyll Kataboliten in höheren Pflanzen zu untersuchen. Der Chlorophyll Abbau ist ein faszinierendes natürliches Phänomen und auch ein ökologisch und ökonomisch wichtiges Problem, dem die Funktion eines Entgiftungsprozesses in höheren Pflanzen zugeschrieben wird. Ziel der geplanten Arbeiten ist es, weitere Information über den Abbau des Chlorophylls in höheren Pflanzen zu finden, sowie chemische Hinweise auf allfällig physiologisch relevante Aktivitäten von tetrapyrrolischen Abbau Produkten.

Die Herbstverfärbung der Laub werfenden Bäume und die Farbentwicklungen beim Reifen von Früchten sind besonders eindrückliche Erscheinungen im Zusammenhang mit dem Abbau des Chlorophylls, dem "grünen" Pflanzenfarbstoff. Der im Zyklus der Jahreszeiten stark variierende Metabolismus des Chlorophylls dürfte überhaupt das sichtbarste Zeichen des Lebens auf der Erde sein. Erst in den letzten fünfzehn Jahren wurden konkrete biologische und chemische Tatsachen über den Chlorophyll Abbau zugänglich, wobei grundlegende chemische Beiträge zu dieser Thematik von unserer Gruppe geleistet wurden. Bislang wird der Chlorophyll Abbau als Entgiftungsprozess in seneszenten Blättern von höheren Pflanzen verstanden, der schnell zu farblosen Tetrapyrrolen führt, den so genannten "nicht-fluoreszierenden" Chlorophyll Cataboliten (NCCs). Statt farbige Kataboliten zu produzieren, wie früher stets angenommen, hätte der Chlorophyll Abbau demnach nur eine passive Rolle bei der Herbstverfärbung. Das hier vorgeschlagene Projekt beschäftigt sich mit dem natürlichen Vorkommen von Chlorophyll Kataboliten in seneszenten Blättern, aber auch in Früchten, und speziell mit der Frage, ob lumineszierende und farbige tetrapyrrolische Chlorophyll Abbau Produkte nicht auch direkt zu den Farben des Herbstlaubs und von reifen(den) Früchten beitragen. Farbige Tetrapyrrole sind als mögliche natürliche Oxidationsprodukte der farblosen NCCs in Betracht zu ziehen, die ja effektive Antioxidantien sind. "Fluoreszierende" Chlorophyll Kataboliten sind meist nur kurzlebige, direkte Vorläufer der NCCs, treten aber in einzelnen seneszenten Pflanzen aus noch unbekannten Gründen vermehrt auf. Die Identifikation von lumineszierenden und von farbigen tetrapyrrolischen Chlorophyll Abbau Produkten wird damit helfen, den Ablauf und die Rolle des Chlorophyll Abbaues bei der Seneszenz und der Reifung in höheren Pflanzen besser zu verstehen. Zwecks Bearbeitung dieser Problematik wird vorgeschlagen 1. systematisch synthetische Zugänge zu farbigen, tetrapyrrolischen Chlorophyll Kataboliten zu suchen, um diese als Referenz Verbindungen zur Verfügung zu haben; 2. in seneszenten Blättern höherer Pflanzen und in reifen(den) Früchten nach lumineszierenden und farbigen Chlorophyll Kataboliten zu suchen und 3. den Einfluss von äußeren Faktoren auf das natürliche Vorkommen von tetrapyrrolischen Chlorophyll Kataboliten in höheren Pflanzen zu untersuchen. Der Chlorophyll Abbau ist ein faszinierendes natürliches Phänomen und auch ein ökologisch und ökonomisch wichtiges Problem, dem die Funktion eines Entgiftungsprozesses in höheren Pflanzen zugeschrieben wird. Ziel der geplanten Arbeiten ist es, weitere Information über den Abbau des Chlorophylls in höheren Pflanzen zu finden, sowie chemische Hinweise auf allfällig physiologisch relevante Aktivitäten von tetrapyrrolischen Abbau Produkten.