Forscher der Universität Bonn haben ein Protein identifiziert, das einen zentralen Schritt in den Zellkraftwerken der Pflanzen vermittelt. Denn grundsätzlich müssen für Stoffwechselprozesse Elektronen von Protein zu Protein übergeben werden. Dafür benötigen die Proteine etwas Hilfe. Ein Komplex aus Eisen und Schwefel untertsützt sie dabei. Weitgehend ungeklärt war bislang, wie die Proteine mit dem Eisen-Schwefel-Komplex versehen werden. Die Wissenschaftler fanden nun heraus, dass ein Protein namens Glutaredoxin S15 dabei hilft.

„Wir konnten zeigen, dass die Ackerschmalwand ohne Glutaredoxin S15 nicht lebensfähig ist“, erklärt Prof. Andreas J. Meyer vom Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz der Uni Bonn. „Um zu untersuchen, warum die Pflanze stirbt, haben wir das defekte Glutaredoxin S15 durch eine Kopie mit verminderter Aktivität ersetzt. Dabei entstanden Pflanzen, in denen wesentliche Komponenten des Zitratzyklus nicht funktionierten.“

Möglicherweise bringt Glutaredoxin S15 die Eisen-Schwefel-Cluster zu den Zielproteinen, die sie als Katalysator benötigen. Ein solcher Zusammenhang wurde schon lange vermutet, so die Wissenschaftler. Ein Beweis dafür stand aber noch aus.

Eisen-Schwefel-Cluster haben eine grundlegende Bedeutung für die gesamte Bioenergetik. Die an der Modellpflanze Ackerschmalwand gewonnenen Erkenntnisse sind daher auch für Nutzpflanzen enorm wichtig. Glutaredoxine sind zudem anfällig für stressbedingte oxidative Veränderungen. Daher könnten die Erkenntnisse langfristig auch dabei helfen, Pflanzen mit verbesserter Stresstoleranz zu züchten. „Das wäre ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu Nutzpflanzen-Sorten, die in der Lage sind, sich bei widrigen Bedingungen selbst zu helfen, und so zur Sicherung der Nahrungsmittelversorgung beitragen“, betont Meyer.

Neben Agrarwissenschaftlern der Universität Bonn waren auch Forscher aus Marburg, Düsseldorf und dem französischen Nancy beteiligt. Die Arbeit ist nun in der renommierten Zeitschrift PNAS erschienen. (az)
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