Abschlussbericht Projekt: „Verminderung der ... - BLE

Laerke et al. (2002) vermuten, dass die Kartoffel mit physiologischen Reaktionen auf mechanische
Belastungen reagiert, die zur eigenen intrazellularen Störung beitragen. Möglicherweise
leitet die Knolle damit aktiv die Melaninsynthese ein, um das belastete Knollengewebe
zum Schutz vor Pathogenen mit dem unlöslichen Melanin zu „versiegeln“ (Johnson
et al. 2003). In einer Studie an tierischen Zellen wurde nachgewiesen, dass die Polyphenoloxidase
das Superoxidanionradikal dem molekularen Sauerstoff als Co-Substrat
bei der Melaninsynthese vorzieht (Valverde et al. 1996; zitiert nach: Johnson et al. 2003).
Das antioxidative Abwehrsystem
Als erste Radikalform wird das Superoxidanionradikal zeitnah zur mechanischen Belastung
gebildet (Yahraus et al. 1995). Für die Entgiftung des Cytosols ist das antioxidative
Schutzsystem der Kartoffel verantwortlich. Es reduziert reaktive Sauerstoffverbindungen
zu unschädlichen Verbindungen. Die enzymatische Abwehr (Abb. 3) beschleunigt die Entgiftung
der Zellen (Scandalios 1993). Zu den wichtigsten antioxidativen Enzymen der Kartoffeln
zählen die Superoxiddismutase, Katalase und Ascorbatperoxidase (Rojas-Beltran et
al. 2000).
Abb. 3 Das antioxidative Abwehrsystem der Pflanze (Halliwell-Asada Zyklus) (Shigeoka
et al. 2002), Abkürzungen: SOD: Superoxiddismutase; APX: Ascorbatperoxidase; CAT:
Katalase; AsA: Ascorbat; MDAsA: Monodehyroascorbat; MDAsAR: Monodehyroascorbatreduktase;
DAsA: Dehydroascorbat; DAsAR: Dehydroascorbatreduktase; GR: Glutathionreduktase
Die Superoxiddismutase katalysiert die Entgiftung des Superoxidanionradikals, wobei
Wasserstoffperoxid entsteht. Dieses muss dann unter Anwesenheit von Katalase oder Ascorbatperoxidase
abgebaut werden. Wasserstoffperoxid ist im Verhältnis zu dem Superoxidanionradikal
nicht so reaktiv, da es elektrisch neutral ist. Dennoch kann es mit reduzierten
Metallionen, insbesondere reduziertem Eisen, über die Fenton- katalysierte Haber-
Weiß Reaktion das hoch reaktive, membranschädigende Hydroxylradikal bilden (Wojtaszek
1997) oder die Cu/Zn-Superoxiddismutase irreversibel inaktivieren (Scandalios 1993;
Shigeoka et al. 2002). Die Ascorbatperoxidase spielt insbesondere in Verbindung mit dem
Halliwell-Asada Zyklus eine bedeutende Rolle für die Wasserstoffperoxid- Entgiftung der
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