Diplomarbeit

Phytochelatine in arsenbelasteten Pflanzen -
Optimierung einer Methode zur chromatographischen Bestimmung
von schwefelhaltigen Peptiden in pflanzlichen Extrakten

Unter der Bezeichnung Phytochelatine (PC) ist eine Gruppe von schwefelhaltigen Peptiden bekannt, die mit Schwermetallen (Kupfer, Cadmium) mehr oder weniger stabile Komplexe in verschiedenen Organismen bilden. Auch Nichtmetalle wie Arsen können durch PC gebunden werden, wodurch ihre toxische Wirkung reduziert wird. Die biochemische Synthese der PC geht vom Tripeptid Glutathion (?-Glu-Cys-Gly) oder der Vorstufe ?-Glutamylcystein (?-Glu-Cys) aus, wobei über enzymatische Prozesse Dimere sowie durch Kettenverlängerung höhermolekulare Einheiten der allgemeinen Struktur (?-Glu-Cys)n+1-Gly oder (?-Glu-Cys)n entstehen.

Problematisch ist nach wie vor die qualitative und quantitative Bestimmung der Phytochelatine, da die Struktur der PC artspezifisch ist und Standardsubstanzen zu ihrer Identifizierung nicht zur Verfügung stehen. Somit sind die in der Literatur beschriebenen Methoden zur Quantifizierung der PC nicht ohne eine Modifizierung auf andere Organismen übertragbar und müssen jeweils an das spezielle Untersuchungsobjekt angepasst werden

Ziel der Arbeit ist die Optimierung einer bereits in der Literatur beschriebenen Methode zur qualitativen und quantitativen Analyse von schwefelhaltigen Peptiden in verschiedenen pflanzlichen Geweben (Wurzel, Blatt) unter Anwendung der High-Performance-Liquid-Chromatography (HPLC). Die methodischen Untersuchungen erfolgen an verschiedenen Pflanzenarten, die auf As-belasteten Böden angezogen wurden. Zur chemischen Identifizierung der chromatographierten Verbindungen und Bestimmung ihrer Molmassen sind auch Untersuchungen mit der Geräte-Kopplung HPLC-ICP-MS vorgesehen. Die Arbeit ist eingebunden in das Forschungsprojekt BASS "Bioverfügbarkeit von Arsen - Schadstofftransfer Boden-Pflanze-Nahrung unter besonderer Berücksichtigung von Rhizosphärenprozessen"; ein gemeinsames Forschungsvorhaben des UFZ-Umwelt-forschungs -zentrums Leipzig-Halle GmbH und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe unter der Leitung von Frau Dr. Vetterlein).

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