Неизвестни есенни цветове, когато кленът губи зелено - природата - FAZ
Наближава есента, в природата се появява прекрасна игра на цветове. Широколистните дървета започват да разграждат хлорофила и листата им стават жълти, оранжеви и червени. Преди се смяташе, че всички растения следват един и същ модел. Сега обаче изследователи от университета в Инсбрук са изследвали листата на норвежкия клен и са попаднали на неизвестен досега продукт за разграждане. Широколистното дърво, което е широко разпространено в големи части на Европа, очевидно е разработило свой собствен начин за метаболизиране на хлорофила.
Хлорофилът в зелените листа превръща слънчевата светлина в химическа енергия чрез фотосинтеза през лятото. През есента дърветата приемат обратно важните хранителни вещества като азот и минерали от листата. Това освобождава хлорофила от протеините, с които той обикновено е свързан. Тъй като е токсичен в тази форма, растенията трябва да продължат да разграждат веществото. Според сегашните познания крайните продукти на тази реакция са така наречените нефлуоресцентни хлорофилни катаболити (NCCs). Тези вещества обаче не се срещат в норвежките кленове. Тук Бернхард Кройтлер и колегите му се натъкнаха на друго безцветно съединение, наречено диоксобилан. Това се случва, когато зеленото листо на норвежкия клен се разпада ("Angewandte Chemie", doi: 10.1002/anie.201103934).
За своите анализи австрийските учени събраха жълти листа от норвежки кленови дървета в инсбрукския Хофгартен през есента. Те направиха екстракт от 130 грама зеленина, от който получиха почти 90 милиграма жълтеникав прах, който идентифицираха като диоксобилан. С изследванията на масова спектрометрия и ядрено-магнитен резонанс най-накрая беше възможно да се изясни молекулярната структура на веществото.
Пътищата на химичните реакции, които зелените растения използват, за да се отърват от хлорофила през есента, не са известни отдавна. Едва преди около две десетилетия бяха открити първите катаболити на хлорофила - всички те безцветни продукти на разпадане, които принадлежат към класа тетрапироли и по този начин имат структура, съставена от четири азотсъдържащи петчленни пръстена. Преди това човек напразно търсеше оцветен продукт от разграждането на зеленото листо, аналогично на разграждането на структурно свързания хемоглобин. Този комплекс, известен като багрилото на червените кръвни клетки, образува зелено-сини и жълти вещества по време на биоразграждането. Те са отговорни за обезцветяването на зарастващите синини (хематоми).
През 1991 г., заедно с Филип Матиле от Университета в Цюрих, Кройтлер открива първите нефлуоресцентни хлорофилни катаболити в листата на ечемика и изяснява тяхната структура. Тогава те са открити в растения, толкова разнообразни като рапица, тютюн, царевица и спанак. Веществата, които флуоресцират под ултравиолетова светлина и поради това се наричат "флуоресцентни хлорофилни катаболити" (FCC), също могат да бъдат изолирани като междинни продукти при разграждането на зеленото листо до безцветните тетрапироли. Обикновено тези връзки са изключително краткотрайни. В случая на узрелите банани обаче те изглежда съществуват по-дълго, защото корите им светят в синьо под черна светлина.
Ако NCCs по-рано се разглеждаха като крайни продукти на еднакъв път на разпадане в листата, тази картина сега трябва да бъде преразгледана. Все още не е известно при какви реакции диоксобиланът, открит в кленовите листа, се образува от хлорофил. Учените, работещи с Мюлер, предлагат механизъм за разграждане, чиито междинни етапи все още не са успели да потвърдят експериментално. Все още е отворен и въпросът каква функция имат продуктите от разграждането на хлорофила. Досега се смяташе, че клетките се детоксикират и веществата са отпадъци. Възможно е обаче също така продуктите от разграждането да имат физиологичен ефект.
Физиологичен ефект вече е демонстриран при плодовете. Преди няколко години австрийските учени успяха да изолират нефлуоресцентен хлорофилен катаболит от кората на узрелите ябълки от сорта Golden Delicious и от крушите Williams и демонстрираха антиоксидантния им ефект. Жълтите и червените плодове имат по-дълъг срок на годност поради разграждането на хлорофила. По-нататъшните разследвания трябва да изяснят ролята на продуктите от разграждането на зелените листа в листата на листата.