Neznáme jesenné farby, keď javor stratí zelenú - prírodu - FAZ
Blíži sa jeseň, v prírode sa odohráva nádherná hra farieb. Listnaté stromy začínajú rozkladať chlorofyl a ich listy žltnú, oranžovú a červenú farbu. Predtým sa verilo, že všetky rastliny majú rovnaký vzorec. Vedci z univerzity v Innsbrucku však teraz preskúmali listy javora nórskeho a narazili na dovtedy neznámy degradačný produkt. Listnatý strom, ktorý je rozšírený vo veľkých častiach Európy, si evidentne vyvinul vlastný spôsob metabolizácie chlorofylu.
Chlorofyl v zelených listoch prevádza cez leto slnečné svetlo na chemickú energiu fotosyntézou. Na jeseň si stromy z listov berú späť dôležité živiny, ako je dusík a minerály. Tým sa uvoľní chlorofyl z bielkovín, na ktoré sa zvyčajne viaže. Pretože je v tejto forme toxický, musia rastliny túto látku ďalej rozkladať. Podľa súčasných poznatkov boli konečnými produktmi tejto reakcie takzvané nefluorescenčné chlorofylové katabolity (NCC). Tieto látky sa však v javoroch nórskych nenachádzajú. Tu Bernhard Kräutler a jeho kolegovia narazili na ďalšiu bezfarebnú zlúčeninu zvanú dioxobilán. K tomu dôjde, keď sa listová zeleň javora nórskeho rozpadne („Angewandte Chemie“, doi: 10,1002/anie.201103934).
Pre svoje analýzy rakúski vedci na jeseň zhromaždili žlté listy z javorov nórskych v innsbruckej Hofgarten. Vyrobili si extrakt zo 130 gramov listov, z ktorých získali necelých 90 miligramov žltkastého prášku, ktorý identifikovali ako dioxobilán. Pomocou hmotnostnej spektrometrie a vyšetrovania nukleárnou magnetickou rezonanciou bolo konečne možné objasniť molekulárnu štruktúru látky.
Dráhy chemickej reakcie, ktoré používajú zelené rastliny na jeseň na zbavenie sa chlorofylu, neboli tak dlho známe. Iba pred dvoma desaťročiami boli zistené prvé katabolity chlorofylu - všetko bezfarebné produkty rozkladu, ktoré patria do triedy tetrapyrolov a teda majú štruktúru tvorenú štyrmi päťčlennými kruhmi obsahujúcimi dusík. Predtým človek márne hľadal farebný produkt rozpadu listovej zelene, analogicky k rozpadu štruktúrne príbuzného hemoglobínu. Tento komplex, známy ako farbivo červených krviniek, vytvára počas biodegradácie zeleno-modré a žlté látky. Sú zodpovedné za zmenu farby liečivých modrín (hematómov).
V roku 1991 Kräutler a Philippe Matile z univerzity v Zürichu objavili prvé nefluorescenčné chlorofylové katabolity v listoch jačmeňa a objasnili ich štruktúru. Potom sa našli v rastlinách tak rozmanitých ako repka, tabak, kukurica a špenát. Látky, ktoré fluoreskujú pod ultrafialovým svetlom, a preto sa označujú ako „fluorescenčné chlorofylové katabolity“ (FCC), by sa tiež mohli izolovať ako medziprodukty pri štiepení listovej zelene na bezfarebné tetrapyroly. Zvyčajne sú tieto spojenia extrémne krátke. V prípade zrelých banánov sa však zdá, že existujú dlhšie, pretože ich šupky svietia pod čiernym svetlom modro.
Ak sa NCC predtým považovali za konečné produkty jednotnej cesty rozkladu v listoch, musí sa tento obrázok teraz revidovať. Zatiaľ nie je známe, akými reakciami sa dioxobilán nachádzajúci sa v javorových listoch vytvára z chlorofylu. Vedci v okolí Müllera navrhujú degradačný mechanizmus, ktorého medzistupne zatiaľ nedokázali experimentálne potvrdiť. Otázka, akú funkciu majú produkty rozpadu chlorofylu, je tiež stále otvorená. Doteraz sa verilo, že bunky detoxikujú a látky sú akoby odpadom. Je však mysliteľné, že produkty rozkladu majú fyziologický účinok.
Fyziologický účinok bol už preukázaný u ovocia. Pred niekoľkými rokmi boli rakúski vedci schopní izolovať nefluorescenčné chlorofylové katabolity z kôry zrelých jabĺk odrody Golden Delicious a z hrušiek Williams a preukázali ich antioxidačný účinok. Žlté a červené plody majú dlhšiu trvanlivosť kvôli rozpadu chlorofylu. Ďalšie vyšetrenia by mali objasniť, akú úlohu majú produkty rozkladu listovej zelene v listoch lístia.