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Nepenthes Säuren


Guest Philip Rieger

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Guest Philip Rieger

Guten Tag,

ich schreibe seit mehreren Wochen meine Facharbeit in Chemie über biochemische Aspekte bei fleischfressenden Pflanzen, wozu eben auch die Verdauungsflüssigkeiten gehören. Nun habe ich schon von einigen den pH-Wert und die Oberflächenspannung ermittelt. Leider fehlen mir die Möglichkeiten die Flüssigkeiten zu analysieren und in der Literatur und im Internet hab ich keine Informationen zu folgender Frage gefunden: Welche Säuren sind in den Verdauungsflöüssigkeiten von Nepenthe vorhanden?

Wenn jemand mir helfen kann, wmir reichen auch schon grobe Anhaltspunkte, wäre ich sehr dankbar.

Gruß Philip

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Sonnentau

Also ich habe gelesen, dass das keine Säuren, wie die Magensäure bei uns sind sondern Enzyme. Obwohl war das nicht irgendwo das Selbe?

Laut dem Buch:

Foto:post-2282-1273422903,7808_thumb.jpg

Sind alle in der Tabbele aufgelisteten Enzyme bei Nepenthes zu finden.

Hoffe es hat weitergeholfen.

Gruß S

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Tim Beier

Hallo,

also meines Wissens nach, ist das nicht das selbe.

Säuren sind Säuren und Enzyme sind Enzyme!

Wenn ich das noch recht in Erinnerung habe sind Enzyme "Biokatalysatoren" und zum "spalten" bestimmter Stoffen fähig.

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Guest Philip Rieger

Gute Abend,

danke erst mal für die Antworten. Zunächst mal ist mir die Tabelle, die du hier gepostet hast leider schon bekannt ich besitze das gleiche Buch, trotzdem Danke!

Und nein Enzyme und Säuren sind nicht das selbe. Enzyme sind Moleküle, welche per "Schlüssel-Schoß-Prinzip" in der Lage sind andere Moleküle (der Nahrung) aufzuspalten oder manchmal sogar zusammenzusetzen, je nach dem was erforderlich ist. Auch im Magen liegen sowohl Enzyme, als auch Säuren vor. Es gibt sogar eine gewisse Abhägigkeit. So hat jede Enzymart ein sogenanntes pH-Optimum, in diesem Bereich ist es in der Lage am effizientesten zuarbeiten. Wenn der pH-Bereich weit aus diesem Optium heraus kommt, kann es sogar soweit kommen, dass die Enzyme zerstörrt werden.

Deshalb deneke ich, dass auch in den Nepenthe ein Mix aus Säuren vorhanden sein muss.

Gruß Philip

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Mightymaster

hi

jepp, Tim hat das mit den Enzymen schon richtig erklärt. Aber ich denke schon das der PH-wert meist niedriger als Neutral ist. Aber welche Säuren die kannen absondern, da bin ich überfragt.

Aber viel Glück bei der Facharbeit ;)

Mighty

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Interessante Frage - das würde mich auch sehr interessieren.

Säuren sind Säuren und Enzyme sind Enzyme!

Wenn ich das noch recht in Erinnerung habe sind Enzyme "Biokatalysatoren" und zum "spalten" bestimmter Stoffen fähig.

Soweit hast du ganz sicher recht.

Aber wenn ich es richtig verstanden habe bestehen Enzyme (unter anderem) aus Säuren

Schlägt man die Liste aus Sonnentaus Buch bei Wiki nach, findet man, dass einer der häufigsten Bestandteile dieser Enzyme Aminosäure ist.

z.B. zu Lipasen: "besteht aus 449 Aminosäuren mit 7 Disulfidbrücken."

Darüber hinaus steht das hier in einer anderen Quelle:

"Mittels eiweissspaltenden Enzymen sowie Ameisensäure werden die Weichteile zersetzt und chemisch aufgespalten"

Das ist zwar noch nicht die Antwort aller Fragen, doch alles in allem bringt es einen näher an die Wahrheit heran. Da mich die Frage selber interessiert ist ja schon impliziert, dass ich die letztendliche Antwort nicht kenne, aber zumindest kann man aus diesem Satz entnehmen, dass karnivoren (unabhängig davon ob Enzyme nun wirklich aus Säuren bestehen oder nicht) Säuren erzeugen und verwenden - zumindest die Drosera von der dieser Satz handelt :)

/edit/

Mich wundert nur dass in der Liste nichts zur Heliamphora steht, aber dafür bei der Sarracenia - ich habe überall gelesen dass beide Arten keine eigenen Enzyme produzieren.

Wisst ihr was dazu?

Edited by Asto
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Michi Zehnder

Hallo,

Wenn ich das noch recht in Erinnerung habe sind Enzyme "Biokatalysatoren" und zum "spalten" bestimmter Stoffen fähig.

Ja, das ist so richtig. Enzyme kontrollieren stoffwechselbiologische Vorgänge. Sie katalisieren, beschleunigen also biochemische Reaktionen. Und jedes Enzym ist nur für einen einzigen Stoff geeignet. Maltase zum Beispiel kann nur Einfachzucker spalten, mit Chitin kann Maltase nichts anfangen.

Die Abbildung von Sonnentau gibt einen Überblick, welche Pflanze welches Enzym produzieren kann. Aus dem Namen des Enzyms kann man vielleicht auch schliessen für was für Stoffe das Enzym zuständig ist (Phosphatase für Phosphatverbingungen aber das ist jetzt nur eine Annahme). Auf jedenfall ist die -ase-Endung typisch für Enzyme.

Viele Grüsse

Michi

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Deshalb denke ich, dass auch in den Nepenthe ein Mix aus Säuren vorhanden sein muss.

Mein Google sagt, daß in der Nepenthes-Flüssigkeit zwei Verbindungen nachgewiesen wurden, die wegen der leichteren Aussprechbarkeit "Nepenthesin I" und "Nepenthesin II" genannt werden:

http://en.wikipedia.org/wiki/Nepenthesin

Das sind Peptidasen (Peptidbindungshydrolasen), also Enzyme auf der Basis von Aminosäuren, im Falle von Nepenthesin auf Basis von Asparaginsäure.

Info: http://de.wikipedia.org/wiki/Peptidase

Aminosäuren in wässriger Lösung reagieren sauer, deshalb ist die Kannenflüssigkeit leicht sauer.

Edited by jusch
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Julian Beier

Artikel dazu.

Ist leider recht teuer.

Mir ist nur bekannt, das Nepenthesin enthalten ist und keine Salzsäure vorhanden ist.

Edited by Julian Beier
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Sonnentau

schon mal das gesehen?

PDF-DATEI

Das ist sehr viel und sieht sehr hochwertig aus :cool:

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Marco Ebert

Nun... ich sags mal so wie du aber bestimmt wissen wirst sind eben organische Säuren wie die Essigsäure nur Kohlenwasserstoffverbindungen mit div. Additiven. Enzyme sind viel komplexer, die sind zwar auch aus Kohlenwasserstoffen aufgebaut, jedoch bestehen die aus Aminosäuren, was wiederum eben organische Säuren sind. Im Komplettpaket reagieren Enzyme aber auf andere Stoffe und steuern damit auch Reaktionen. Aus Wikipedia:

Enzyme (altgriechisches Kunstwort ἔνζυμον, énzymon), früher Fermente (lateinisch fermentum), sind Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren. Enzyme haben wichtige Funktionen im Stoffwechsel von Organismen: Sie steuern den überwiegenden Teil biochemischer Reaktionen - von der Verdauung bis hin zum Kopieren (DNA-Polymerase) und Transkribieren (RNA-Polymerase) der Erbinformationen.

Summa summarum kann man also sagen, dass Enzyme schon Säuren sind, allerdings arbeiten diese komplexer. Eine Säure gibt H-Atome ab, das tun Enzyme denke ich auch doch durch ihre Komplexität eben nur an bestimmte Stoffe mit denen sie dann zu einem Ergebnis reagieren. Ich weiss nicht, ob es so ist aber nur als Beispiel: Wenn ich ein Metall in die Kanne tu, kann es sein dass nicht passiert. Bei organischen Soffen reagiert der Saft aber.

PS: Julian, Salzsäure ist anorganisch und fällt daher mal ganz raus. Macht meines Erachtens wenig Sinn. Wenn da eine alles-zersetzende Säure drin wäre würden Kannen nicht so lang leben. Daher muss es ein Enzym sein, dass selektiv zersetzt.

Gruß Marco

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Um etwas Klarheit hier rein zu bringen...

Wenn ich das noch recht in Erinnerung habe sind Enzyme "Biokatalysatoren" und zum "spalten" bestimmter Stoffen fähig.

Ja, das ist so richtig.

Nein, das ist so nicht richtig, das trifft nur auf einen Teil zu. Isomerasen katalysieren z.B. nur Isomerisierungen, Oxidoreduktasen katalysieren Redoxreaktionen usw.

Schlägt man die Liste aus Sonnentaus Buch bei Wiki nach, findet man, dass einer der häufigsten Bestandteile dieser Enzyme Aminosäure ist.

z.B. zu Lipasen: "besteht aus 449 Aminosäuren mit 7 Disulfidbrücken."

Enzyme sind Proteine, also Polypeptide, d.h. eine lange Kette von aneinander gebundenen Aminosäuren. Also bestehen Enzyme aus Aminosäuren. Teilweise sind noch funktionelle Gruppen oder Metallkationen mit dabei, die sorgen meistens für die richtige Struktur oder die katalytische Aktivität. (Bekanntestes Beispiel ist Hämoglobin (das ist der rote Blutfarbstoff): Jede der vier Untereinheiten dieses Proteins trägt eine Häm-Gruppe, das ist ein Porphyrinring der ein Eisenatom komplexiert. Und dieses Eisenatom ist notwendig für den Sauerstofftransport.)

Die Disulfidbrücken die du beschrieben hast, sind lediglich kovalente Bindungen zwischen den Schwefelatomen von zwei Cysteinen (=Schwefelhaltige Aminosäure), sie sorgen für die richtige dreidimensionale Struktur des Proteins.

Bei der Diskussion über Aminosäuren als Säuren sollte man bedenken, dass Aminosäuren Ampholyte sind (Carboxygruppe und Aminogruppe). Wobei in einem Enzym diese beiden Gruppen ja in der Peptidbindung "verbaut" sind. Es liegt also jeweils nur eine freie Carboxy- bzw Aminogruppe vor; nämlich an den Enden der Polypeptidkette. Es hängt also von der Aminosäurenzusammensetzung ab (Asparaginsäure und Glutaminsäure sind die sauren Aminosäuren). Zudem ist eine deprotonierte Säure wieder eine Base ;-)

Was hat denn deine pH-Messung ergeben Philip?

Lg, Tina

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danke, das war sehr aufschlussreich :)

Aber ich versteh nicht ganz was du mit dem letzen Satz aussagen willst

Zudem ist eine deprotonierte Säure wieder eine Base

Worauf beziehst du das?

Und wodurch sollte eine De-/Protonierung innerhalb einer Nepenthes zustande kommen?

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Marco Ebert

Ich geb dir mal nen Denkanschubser.... Wenn du NaOH und HCl zusammen schüttest, dann deprotonisiert HCl. Nun ist ja nich immer alles auf der Welt immer ungeladen, also kann es auch vorkommen, dass da eben Ionenverbindungen reinkommen. Zudem sollte man eins nicht vergessen: pH-Wert und Stärke einer Säure sind 2 paar Schuhe. pH-Wert gibt die H3O+-Konzentration in der Lösung an. Und genau das ist das was ich meine. Salzsäure gibt in Verbindung mit Wasser H+-Teile ab. Nun aber die Stärke der Säure ist dadurch definiert wie leicht sie ein H+-Ion/Proton abgibt. Daher ist HCl meines Wissens da auch Spitzenreiter. Ist aber alles nur ein Beispiel und lässt sich nur bedingt auf Kannenpflanzen übertragen, da Aminosäuren wiederum viel komplexer und zudem organisch sind. Wollte dir das nur mal aufzeigen, dann kannst du es unter Umständen auch vom Kleinen aufs Große anwenden.

Gruß Marco

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danke, das war sehr aufschlussreich :)

Aber ich versteh nicht ganz was du mit dem letzen Satz aussagen willst

Worauf beziehst du das?

Und wodurch sollte eine De-/Protonierung innerhalb einer Nepenthes zustande kommen?

Ja, das war eigentlich nur als Denkanstoß gemeint, dass wenn man von "sauren Molekülen" redet, man immer auch überlegen sollte welcher pH-Wert vorliegt und welche pKa Werte die jeweiligen Moleküle haben, also dass man sich überlegt wie die Moleküle vorliegen (protoniert oder deprotoniert). Also z.B. wenn ein niedriger pH-Wert vorliegt, weil irgendwelche starken Säuren enthalten sind, dann liegen schwach saure Gruppen trotz ihrer sauren Eigenschaft zum Großteil protoniert vor. Weil, wie Marco gesagt hat, von den starken Säuren das Proton viel leichter abgeht.

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Danke für die Erklärungsversuche...

*seufts*... obwohlich mich so für Chemie interessiere und es damals in der Oberstufe als LK hatte, muss ich immer wieder feststellen wie mangelhaft der Unterricht war.

Aber da ihr euch ja so gut auskennt könnt ihr mir doch bestimmt die ein oder andere Frage beantworten :)

zb. die aus meinem ersten Beitrag

Mich wundert nur dass in der Liste nichts zur Heliamphora steht, aber dafür bei der Sarracenia - ich habe überall gelesen dass beide Arten keine eigenen Enzyme produzieren.

Wisst ihr was dazu?

Und vielleicht sogar welche Insekten am besten dazu geeignet sind um die für die Verdauung nötigen Enzyme zu produzieren.

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Marco Ebert

Also bei Sarracenia ist es bedingt nötig sie mit Wasser aufzufüllen, eigentlich nur bei purpurea. In Verbindung mit Wasser bilden Arten, die selbst kein flüssiges Enzym haben, dies häufig auf diese Weise dann. Solltest du also eine Heliamphora oder S. purpurea (bei anderen Sarracenien soll man es angeblich auch ein wenig machen) haben, so ist es eigentlich notwendig diese mit Wasser zu füllen. Wie das dann genau geht, also ob die Abgabe von Enzym an das Wasser dann angeregt wird oder ob sich bereits vorhandenes Enzym im Wasser auflöst, weiss ich leider nicht.

Gruß Marco

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hm... schade..

Bisher habe ich viel widersprüchliches darüber gelesen.

Mit Wasser sollte man sie generell füllen.

Die meisten Quellen sagen, dass die Zersetzung ( Bei allen Sarracenia- und Heliamphora-arten ) einzig durch die Bakterien im Regenwasser und in/an den Insekten erfolgt.

Aber (seltener) hab ich auch gelesen, dass zb. die S.purpurea auch Enzyme produziert - welche nicht der Zersetzung aber der Aufnahme dienen.

Ich würde es so gerne genauer wissen :sleep:

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Guest Philip Rieger

Asto ich hab zwar keine Sarracnia untersucht aber einige Heliamphora und bei denen war die Flüssigkeit saurer, als das zugegebene Regenwasser. eventuell liegt die an der flüssigkeit die ganz am Anfang im Krug vorhanden ist, bin mir aber nicht sicher.

Danke jusch das werd ich mal weiter verfolgen....

Gruß Philip

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Marco Ebert

Ja doch das ist klar. Ich denke logisch weiter gedacht kann die Pflanze zwar nicht zersetzen, jedoch kann sie eben durch Enzyme die zersetze Nahrung bzw. deren Nährstoffe aufnehmen. So von ganz allein gehen dies im Wasser gelösten Stoffe nicht in die Pflanze. Und ohne Wasser fehlt dann einfach das Medium. Denn mag die Nahrung nun auch zersetzt und angerichtet sein, irgendwie müssen die Enzyme ja hin und wieder zurück gelangen. Enzyme sind ja eigentlich nichts anderes als Schlösser, die dann mit der Nahrung, also dem Schlüssel zusammenkommen und sich dadurch wandeln. Eben durch diese Wandlung verarbeitet die Pflanze die Nährstoffe bzw. kann sie dann aufnehmen.

Gruß Marco

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Hey

Bin grade erst mit einer kleinen Dionea eingestiegen hab mir drei Bücher gekauft und les mich son Bisschen ins Thema also kann ich kein Fachwissen bieten... abeeeeeeeeeer ich kann ganz gut recherchieren...

Schau mal hier rein...

Katalog der Deutschen Nationalbibliothek

Son paar wissenschaftliche Veröffentlichungen

interessant für dich ist dabei vor allem:

Acetogenine Sekundärmetabolite und ihre Produzenten

Eine Wunderbare Doktorarbeit zu den Zwischenprodukten von solchen Enzymbedingten Verdauungsprozessen... sagen wir mal so ich hab reingelesen und es geht tatsächlich unter Anderem um die von Nepenthen... Die 180 Seiten oder was das sind hab ich mir jetzt gespart aber ich glaube das Hilft dir wenn du dich ein Bisschen reinließt weiter bzw. du weißt zumindest bei welchen Wörtern du weitersuchen musst :)

viel Erfolg

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Mathias Scharmann

Hallo,

1. Enzyme/Proteine per se sind nicht unbedingt Säuren

2. die Kannenflüssigkeit enthält komplexe organische Stoffe, wie die in der Dissertation von H.Rischer beschriebenen, siehe auch z.B. http://jxb.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/erp359

Die sind aber keine Säuren (?) und wenn ja, für die Versauerung vermutlich vernachlässigbar gering konzentriert

3. Allgemein entsteht die Säure in der Flüssigkeit, d.h. die c [H3O]+ durch Transport von Protonen aus den Zellen der Kannenwand, zB. der Drüsen, in die Flüssigkeit. Zum elektrischen Austausch werden Kationen wie Kalium oder Ammonium aufgenommen. "Gegenionen" sind dann nur formal irgendwelche Anionen in der Lösung. Diese Vorgänge passieren an jeder Pflanzenwurzel. Schau nochmal in dieser Richtung nach. Siehe z.b. http://jxb.oxfordjournals.org/cgi/content/full/erq004v1

Leider ist das alles auf Englisch...

Hoffe geholfen zu haben, Mathias

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Guest Philip Rieger

Danke euch beiden, ich werde mich übers lange Wochenende mal näher damit auseinandersetzen, besonders der englische Text wird wohl meine Zeit in anspruch nehemen.

Gruß Philip

PS: ich hatte vor meine Ergebnisse dann im Taublatt oder hier zu veröffentlichen, also jeder der sich dann dafür interessiert, was ich mit den leider begrenzten Mitteln der Schule herausgefunden oder bekräftigt habe, kann das ja dann lesen.

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Marco Ebert

So hab mich nochmal aufklären lassen von meinem Chemie/Bio-Lehrer. Er meinte, dass diese Enzyme eben aus Aminosäuren bestehen, die wiederrum aber pH-neutral sind. Allerdings können solche Enzyme eben auch die Nährstoffe aus der Beute lösen. Diese können dann eben über das Medium, bei Nepenthes der "Saft", aufgenommen werden. Ich will mich jetzt nicht zu weit aus dem Fenster lehnen, glaube aber, dass das in Richtung Phagocytose geht.

Gruß Marco

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Also ich hab dir ma die Einführung von Mathias Scharmanns Link übersetzt...

Nepenthes spp. sind Karnivore Pflanzen, die insektenfangende Fallen entwickelt haben, entwickelt durch spezifische Modifikationen ihrer Blattspitzen, und so fähig sind zersetzungsprodukte von Insekten als Ernährungsgrundlage nutzen können. Eine durch Chitin ausgelöste antimykotische(pilztötende) Fähigkeit, die auf der Produktion und Absonderung von Droseron* und 5-O-Methyldroseron in die Fallenflüssigkeit basiert, welche hier beschrieben wird. Solch spezifische Sekretion tritt einmalig auf wenn Chitininjektion als Auslöser genutzt wird und weißt warscheinlich auf eine besondere Art von Abwehrmechanismus hin, der sich zur Sicherung der karnivoren Ernährungsgrundlage Entwickelt hat. Die Kannenflüssigkeit, die Droseron und 5-O-Methyldroseron in 3:1 bis 4:1 Molverhältnissen enthält so wie Naphthochinon, zeigte einen Antifugalen Effekt auf eine große Anzahl von pflanzliche und menschliche Pilzerreger. Getestet gegen Candida und Aspergillus spp. waren die benötigte Konzentration, um einen hemmenden und fungiziden Effekt zu erreichen,waren signifikant niedriger als die, die Zytotoxische Effekte in Zellen der embroinischen menschlichen Niere hervorzurufen. Diese natürlich abgesonderten 1,4-Naphthochinonderivate, von denen angenommen wird über Semichinoneanreicherung freie Radikale zu produzieren, könnten eine neue Richtung zur Entwicklung Antifungider Mittel mit vermindertem Druck zur potentiellen Entwicklung von Resistenz anbieten.

*nepentaceae Chemotaconomie

also das hier solltest du dir ma angucken unter Nepenthaceae wird da auf Deutsch alles Mögliche an Stoffen abgehandelt die da vorkommen...

hoffe hat dir geholfen... inzwischen will ichs selber wissen^^ sag mir wenn ich helfen kann

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