Charakterisierung von pektinolytischen Enzymen der Zuckerrübe

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durch pflanzeneigene Enzyme hervorgerufenen Pektinabbau kommen kann, steht die Aktivität
der drei wichtigsten pektinolytischen Enzyme im Mittelpunkt dieser Arbeit.
Es handelt sich bei diesen drei Enzymen um die Pektinesterase, die exo-Polygalacturonase
und die endo-Polygalacturonase. Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang
die Aktivitäten der drei Enzyme bei verschiedenen pH-Werten und Salzkonzentrationen in
den Substratlösungen.
Um die Enzyme zu charakterisieren, bzw. sie quantitativ in der Zuckerrübe zu bestimmen,
wurde mittels Ultrafiltration aus Zuckerrüben ein Extrakt hergestellt, der für die Durchführung
aller Untersuchungen genutzt wurde.
Die Aktivität der Pektinesterase wurde über die Titration der freigelegten Carboxylgruppen,
die bei der Entesterung entstehen, bestimmt. Dabei wurde 0,01 M NaOH-Lösung als Titrationsmittel
verwendet. Das pH-Optimum der Zuckerrübenpektinesterase der Sorte Belize konnte
bei einem pH-Wert von 8,5 ermittelt werden. Die optimale NaCl-Konzentration lag bei 0,2
mol/l Substratlösung. Bei einem pH-Wert von 7,0 und einer NaCl-Konzentration von 0,15
mol/l Substratlösung weist die Zuckerrübenpektinesterase der Sorte Belize eine Aktivität von
0,049 units/g Zuckerrübe auf.
Die Untersuchung der exo-Polygalacturonase erfolgte mittels der Methode nach Honda et al.
(1982). Dabei werden die Galacturonsäuremoleküle, die durch die Enzymaktivität der exo-
Polygalacturonase freigesetzten werden, mit Cyanacetamid umgesetzt und die dabei entstehenden
Rektionsprodukte photometrisch erfasst.
Ein pH-Optimum der exo-Polygalacturonase konnte nicht eindeutig bestimmt werden. Eine
Aktivität des Enzyms konnte kaum nachgewiesen werden. Βei einem pH-Wert von 5,0 und
einer CaCl2-Konzentration von 0,4 mmol/l Acetatpuffer lag die Aktivität zwischen 0 und
1 · 10 -4 units/g Zuckerrübe. Das NaCl-Optimum wurde nicht untersucht, weil die Aktivität des
Enzyms zu gering war. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es sich bei der festgestellten Aktivität
nicht um die Aktivität einer Zuckerrüben-exo-Polygalacturonase handelt sondern um die Aktivität
der Zuckerrüben-endo-Polygalacturonase.
Die endo-Polygalacturonaseaktivität sollte mittels Kapillarviskosimetrie nachgewiesen werden.
Dabei wird die Tatsache genutzt, dass die Aktivität der endo-Polygalacturonase zum
Viskositätsverlust bei Pektinlösungen führt.
Das Verfahren erwies sich in Bezug auf den Enzymextrakt, der aus Zuckerrüben hergestellt
wurde, als äußerst ungeeignet. Es konnte kein pH-Optimum bestimmt werden. Im Bereich des
zu erwartenden pH-Optimums war die Aktivität eher minimal.