Süßes Leben – einfachste Zucker ohne Biosynthese

Neues aus der Forschung

Meldung vom 11.09.2018

Wissenschaftlerteam der Universität Gießen entdeckt unbekannte Möglichkeiten der Zuckersynthese – Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“


180913-1725_medium.jpg
 
Die Reaktanden Hydroxymethylen und Formaldehyd (oben links), der einfachste Zucker, Glycolaldehyd (oben rechts) und der nächsthöhere Zucker (Glyceraldehyd), die in der Studie nachgewiesen wurden.
André K. Eckhardt, Michael M. Linden, Bastian Bernhardt und Peter R. Schreiner
Sugar formation via hydroxymethylene (H–C̈–OH) as “active formaldehyde
Nature Chem. 2018
DOI: DOI: 10.1038/s41557-018-0128-2


Zucker sind essenzielle Moleküle des Lebens: Sie speichern Energie und Informationen. Der Zucker Ribose zum Beispiel ist Teil des Rückgrats von Ribonukleinsäuren (RNA), mit deren Hilfe die genetische Information in Proteine „übersetzt“ wird. Aber woher kommen Zucker und wie entstehen sie, wenn keine Biosynthese möglich ist? Mit dieser Frage hat sich ein Team um den Chemiker Prof. Dr. Peter R. Schreiner vom Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) beschäftigt – und dabei eine bislang unbekannte Möglichkeit der Zuckersynthese entdeckt. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ veröffentlicht.

Bislang ging man vielfach davon aus, dass sich einfache organische molekulare Bausteine wie Zucker, Aminosäuren oder Nukleobasen unter interstellaren Bedingungen bilden, von Meteoriten zur (Früh-) Erde transportiert werden können, und dort schließlich komplexere, größere Makromoleküle wie RNA aufbauen. Dafür gibt es aber keine schlüssigen Beweise. Das Gießener Team konnte nun die selektive Bildung einfacher Zucker unter interstellaren Bedingungen mit Hydroxymethylen (H–C̈–OH) als reaktivem Isomer des Formaldehyds (H2C=O) zeigen.

Hydroxymethylen reagiert in der Gasphase tatsächlich mit Formaldehyd zu Glycolaldehyd – dem denkbar einfachsten Zucker – und weiter zur Triose Glyceraldehyd, der nächsthöheren Zuckerverbindung aus der Gruppe der sogenannten Aldosen. Die Reaktion ist nahezu barrierelos und hochproduktiv, selbst bei extrem niedrigen Temperaturen von Bedingungen minus 261 Grad Celsius, wie sie in vielen Regionen des interstellaren Raums anzutreffen sind. Die Studie zeigt somit, dass sich Zucker auch ohne Biosynthese aus sehr einfachen Bausteinen bilden können.

Prof. Schreiner forscht im Bereich der metallfreien Katalyse, der Nanodiamanten und des quantenmechanischen Tunnelns zur Entwicklung und Verbesserung nachhaltiger chemischer Methoden. Er ist Mitglied der Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften, erhielt mehrere Wissenschaftspreise, darunter die Adolf-von-Baeyer Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker 2017 und die Dirac-Medaille im Jahr 2003. Der in Nürnberg geborene Wissenschaftler wurde nach dem Chemiestudium an der Universität Erlangen-Nürnberg und in den USA sowohl in organischer Chemie (Erlangen, Dr. rer. nat.) als auch in theoretischer Chemie promoviert (Computational Chemistry, USA, University of Georgia, Athens, Doctor of Philosophy).


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 07.11.2018 22:11

Baustein des „Glückshormons“ aktiviert Immunzellen

Wissenschaftler des IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissensc ...

Meldung vom 07.11.2018 22:05

Regeneration im Verdauungstrakt

Im menschlichen Darm tummeln sich Milliarden nützlicher Bakterien. Eine Therapie mit Antibiotika zerstört of ...

Meldung vom 07.11.2018 21:58

Wer nicht phagt, der nicht gewinnt: Phage4Cure soll Bakterienfresser in die Anwendung bringen

Braunschweiger Phagen-Expertin Dr. Christine Rohde berichtete im ZDF über den zukünftigen Einsatz von Phagen ...

Meldung vom 07.11.2018 21:50

Wissenschaftler widersprechen: Orang-Utans sind nicht mehr geworden. Besseres Monitoring gefordert

Die Orang-Utan-Populationen nehmen nach wie vor rapide ab, auch wenn die indonesische Regierung behauptet, die ...

Meldung vom 07.11.2018 21:42

Kleine Unterschiede im Erbgut machen Pflanzen teamfähiger

Artenreiche Gemeinschaften von Tieren und Pflanzen funktionieren in der Regel besser als Monokulturen. Doch di ...

Meldung vom 07.11.2018 20:56

Mit Lichtimpulsen Herzzellen abschalten

Neu entwickelte Moleküle ermöglichen es erstmals, Zellen mittels Licht präzise abzuschalten / Forscher des ...

Meldung vom 07.11.2018 20:49

Zeitraffer-Mikroskopie zeigt wie Gewebe ihre Gestalt annehmen

Veröffentlichung in Nature Communications: Biologen der TU Dresden entschlüsseln Mechanismen der Gewebeentwi ...

Meldung vom 07.11.2018 20:45

Neuer pflanzlicher Transkriptionsregulator steuert komplexe Entwicklungsvorgänge

Die Pflanzenentwicklung wird durch komplexe regulatorische Wechselwirkungen gesteuert. Wie die Instrumente in ...

Meldung vom 07.11.2018 20:14

Nanoroboter steuern erstmals durchs Auge

Wissenschaftler entwickeln speziell beschichtete Nanopropeller, die von außen durch dichtes Gewebe wie den Gl ...

Meldung vom 07.11.2018 20:08

Sozialverhalten von Fischen: Freundschaft mit dem springenden Punkt

Woran erkennt ein Fisch einen Artgenossen? Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Marti ...

Meldung vom 02.11.2018 14:13

Pilze als Produzenten für Alltagsprodukte

Reinigungsmittel, Kosmetik, Kleidung und Co. basieren meist auf Erdöl – ökologisch sind diese Alltagsprodu ...

Meldung vom 02.11.2018 14:05

Ein atomarer Blick auf die Arbeit molekularer Maschinen

Wissenschaftler aus der Abteilung Dynamik in Atomarer Auflösung des MPSD am Center for Free-Electron Laser Sc ...

Meldung vom 02.11.2018 14:01

Zebrafischlarven helfen bei der Entdeckung von Appetitzüglern

Forscher der Universität Zürich und der amerikanischen Harvard University haben eine neue Strategie für die ...

Meldung vom 02.11.2018 13:57

Eine Abkürzung im globalen Schwefelkreislauf

Chemiker der Universität Jena entdecken bisher unbekannten Stoffwechselweg im Plankton.

Meldung vom 02.11.2018 13:53

Poppen statt Pennen – alternde Siebenschläfer verkürzen Winterschlaf für mehr Reproduktion

Siebenschläfer genießen ein für ihre Größe extrem langes Leben dank des maximal elf und zumindest sechs M ...


03.10.2018:
Gestresste Pflanzen

13.08.2018:
Wie Vögel lernen
20.07.2018:
Magie im Reagenzglas

18.06.2018:
Primaten in Gefahr
28.05.2018:
Störche im Aufwind
07.05.2018:
Misteln atmen anders

27.03.2018:
Kenne Deinen Fisch!

01.09.2016:
Elefanten im Sinkflug
13.12.2015:
Leben ohne Altern
22.05.2014:
Lebensraum Käse
22.05.2014:
Domino im Urwald
04.04.2014:
Nationalpark Asinara
13.03.2014:
Trend-Hobby Imker
04.09.2013:
Harmloser Terrorvogel
07.02.2013:
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung