Die stärkeabbauenden Enzyme in den Blättern von Rumex acetosa L.: Untersuchungen zur Lokalisation, Regulation und Bedeutung der Amylasen
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1991
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3 -
DIE STAERKEABBAUENDEN ENZYME IN DEN BLAETTERN VON RUMEX ACETOSA L.:
UNTERSUCHUNGEN ZUR LOKALISATION, REGULATION UND BEDEUTUNG DER AMYLASEN
VON DEM FACHBEREICH BIOLOGIE DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE DARMSTADT
ZUR
ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES
EINES
DOCTOR RERUM NATURALIUM (DR. RER- NAT.)
GENEHMIGTE
DISSERTATION
VORGELEGT VON
KIM, OCK BONG AUS YUNKI CHUNG-NAM, KOREA
BERICHTERSTATTER : PROF. DR. MARIA A.R. DE FEKETE
MITBERICHTERSTATTER : PROF. DR. WOLFRAM ULLRICH
TAG DER EINREICHUNG : 16. 05. 1991 /&
TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG : 28. 06. 1991
DARMSTADT 1991
D 17
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
ABKUUEZUNGSVERZEICHNIS 1
1. EINLEITUNG 4
2. MATERIAL UND METHODEN 14
2.1 MATERIAL 14
2.1.1 ANZUCHT DES VERSUCHSMATERIALS 14
2.1.2 EINFLUSS UNTERSCHIEDLICHER SALZKONZENTRAION
DES BODENS 14
2.1.2.1 CALCIUM-BEHANDLUNG 14
2.1.2.2 KOMBINIERTE NAEHRLOESUNG 15
2.1.3 HERSTELLUNG VON SS-AMYLASEGRENZDEXTRIN 15
2.2 METHODEN 17
2.2.1 AUFARBEITUNG DES PFLANZENMATERIALS 17
2.2.2 ISOLIERUNG DER ENZYME 18
2.2.2.1 SEPHACRYL-S-300-GELFILTRATION 19
2.2.2.2 BIOGEL P 6 DG 19
2.2.2.3 DIALYSE 20
2.2.2.4 IONENAUSTAUSCHERCHROMATOGRAPHIE 20
2.2.2.5 SEPHADEX-G-75-CHROMATOGRAPHIE 21
2.2.3 BESTIMMUNG DER ENZYMAKTIVITAET 22
2.2.3.1 AMYLASEAKTIVITAET 22
2.2.3.2 STAERKEPHOSPHORYLASEAKTIVITAET 24
2.2.4 BESTIMMUNG DES STAERKEGEHALTS 25
2.2.5 BESTIMMUNG DES CHLOROPHYLLGEHALTS 26
2.2.6 QUANTITATIVE ZUCKERBESTIMMUNG 26
2.2.6.1 BESTIMMUNG DER REDUZIERENDEN ZUCKER 26
2.2.6.2 BESTIMMUNG DER FRUCTOSE UND SACCHAROSE 27
2.2.6.3 BESTIMMUNG DER GESAMTZUCKER MIT PHENOL 28
2.2.6.4 BESTIMMUNG DES CALCIUM-, KALIUM-, NATRIUM- UND PHOSPHATSGEHALTS
29
2.2.7 PROTEINBESTIMMUNG NACH LOWRY 29
2.2.8 ELEKTROPHORESE 29
IMAGE 3
2.2.8.1 GELELEKTROPHORESE 30
2.2.8.2 PAPIER-ELEKTROPHORESE 3 3
2.2.9. CHLOROPLASTENISOLIERUNG 34
2.2.9.1 MESSUNG DES OSMOTISCHEN WERTES VON PRESS- SAFT MIT DER
KRYOSKOPISCHEN METHODE 34 2.2.9.2 CHLOROPLASTENISOLIERUNG MIT CPG-10-
CHROMATOGRAPHIE 35
2.2.9.3 CHLOROPLASTENISOLIERUNG IM PERCOLL R -DICHTEGRADIENTEN 36
2.2.9.4 BESTIMUNG DER RIBULOSE-L,5-DIPHOSPHAT- CARBOXYLASE 38
2.2.10 ISOLIERUNG UND CHRAKTERISIERUNG DES HEMMSTOFFES 40
2.2.10.1 ISOLIERUNG DES HEMMSTOFFES 40
2.2.10.2 ABSORPTIONSKURVE DES HEMMSTOFFES 41 2.2.10.3 BESTIMMUNG DES
GEHALTS AN PHENOLRING IM HEMMSTOFF 41
2.2.11 DUENNSCHITCHROMATOGRAPHIE 41
3. ERGEBNISSE 43
3.1 AUSWAHL DES PFLANZENMATERIALS 43
3.2.IDENTIFIZIERUNG VON AMYLASEN UND STAERKEPHOSPHO- RYLASEN NACH
ELEKTROPHORES IM POLYACRYLAMIDGEL 44 3.3 AMYLASEAKTIVITAET IN DEN
PFLANZENEXTRAKTEN 46 3.4 AMYLASEAKTIVITAET, STAERKE- UND CHLOROPYLLGEHALT
IM JAHRESRHYTHMUS 48
3.5 AMYLASEAKTIVITAET UND STAERKEGEHALT IM DIURNALEN WECHSEL 49
3.6 SALZBEHANDLUNG 54
3.6.1 CALCIUM-ACETAT-BEHANDLUNG 54
3.3.2 BEHANDLUNG MIT UNTERSCHIEDLICHEN NAEHR- LOESUNGEN 58
3.7. CHLOROPLASTENISOLIERUNG 65
3.7.1 CHLOROPLASTENISOLIERUNG DURCH CPG-10- CHROMATOGRAPHIE 65
IMAGE 4
3.7.2 CHLOROPLASTENISOLIERUNG MIT PERCOLL-
DICHTEGRADIENTEN 67
3.8 ISOLIERUNG DER SS-AMYLASE 71
3.9 CHARAKTERISIERUNG DER AMYLASEN 77
3.9.1 ABHAENGIGKEIT DER A-UND SS-AMYLASEN VOM
PH-WERT 77
3.9.2 TEMPERATUR ABHAENGIGKEIT DER AMYLASEN 78
3.9.3 SUBSTRATSPEZIFITAET DER AMYLASEN 78
3.9.4 REAKTIONSPRODUKTE DER STAERKE DURCH DIE
AMYLASEN 80
3.9.5 MOLEKUELMAASE DER AMYLASEN 81
3.9.6 WIRKUNG VON CHA, CHPA UND MALTITOL AUF DIE
AMYLASEAKTIVITAET 82
3.9.7 EFFEKT VON CALCIUM BZW. TDAPS AUF DIE
AMYLASEAKTIVITAET 87
3.9.8 EFFEKT VON NA-OXALAT UND NAN3 AUF DIE SS-AMYLASEAKTIVITAET 92
3.10 HEMMSTOFF AUS DEN BLAETTERN VON RUMEX ACETOSA 94
3.10 1 IDENTIFIZIERUNG DES HEMMSTOFFES 94
3.10. 2 EIGENSCHAFTEN DES HEMMSTOFFES AUS DEN
BLAETTERN VON R.ACETOSA 104
3.10 2.1 ABSORPTIONSKURVE DES HEMMSTOFFES 104
3.10.2.2 BESTIMMUNG DES GEHALTES AN PHENOLGRUPPEN
IM R.H. MIT FOLIN-CIOCALTEAU-PHENOL- REAGENZ 105
3.10.2.3 PAPIER-ELEKTROPHORES 105
3.10.2.4 EFFEKT VON R.H. AUF DIE AMYLASE- AKTIVITAET 106
4. DISKUSSION 114
4.1 IDENTIFIZIERUNG DER STAERKEABBAUENDEN ENZYME IN
DEN BLAETTERN VON RUMEX ACETOSA 114
4.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN AMYLASEAKTIVITAET UND
STAERKEGEHALT 120
4.3 DER EFFEKT VON CA^-IONEN UND STICKSTOFF AUF DIE
AMYLASEAKTIVITAET UND DEN STAERKEGEHALT 123
IMAGE 5
4.4 LOKALISIERUNG DER STAERKEABBAUENDEN ENZYME 125
4.5 ISOLIERUNG UND CHARAKTERISIERUNG DER EMZYME 130 4.6 FUNKTION UND
REGULATION VON SS-AMYLASEN AUS DEN
BLAETTERN VON R. ACETOSA 139
5. ZUSAMMENFASSUNG 143
6. LITERATURVERZEICHNIS 146
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