Fleischfressende Blume verdaut Pflanzengluten
Die Biolumne über Untersuchungen an fleischfressenden Pflanzen und Menschen mit Zöliakie
Wenn meine Frau am Vorabend »normales« Brot gegessen hat, verkleben am nächsten Morgen ihre ansonsten strahlenden blaugrünen Augen. Schuld ist ein wichtiger Getreidebestandteil: Gluten.
Menschen mit Zöliakie leiden an heftigen Bauchschmerzen und schädigen den Darmtrakt durch dieses »Klebereiweiß« Gluten. Dieses besonders in Weizen enthaltene Eiweiß ist wichtig für den Bäcker, weil es den Teig zusammenhält. Besonders hoch ist der Glutenanteil im Hartweizen der Nudeln. 15 Prozent der Aminosäuren des Glutens sind Prolin. Diese Aminosäure kann durch Pepsin im Menschenmagen nicht abgespaltet werden. Prolin stabilisiert Eiweiße.
Der Protein-Chemiker David Schriemer von der kanadischen Universität Calgary hat eine 15-jährige Nichte, die an Zöliakie leidet. Er suchte auch beruflich nach Enzymen, die Proteine abbauen, also Proteasen. Im flüssigen Verdauungssekret von Kannenpflanzen (Nepenthes ventrata) wurde Schriemer fündig: Dort gibt es gleich drei superaktive Proteasen. Das war zunächst nicht verwunderlich, sind Nepenthes doch berühmt dafür, Fliegen in ihre Fallen zu locken und dort zu verdauen.
In jedem Blumengeschäft Hongkongs kann man die dekorativen Pflanzen mit je etwa einem Dutzend der vasenförmigen »Fliegenfallen« kaufen. Sie müssen aber auch gut mit Insekten gefüttert werden. Ein Problem für den Hobby-Gärtner.
David Schriemer besorgte sich als erstes hundert Kannenpflanzen mit je 10 bis 20 Kannen. Ein netter Kollege lieferte ihm »überschüssige« Fruchtfliegen aus seinem Drosophila-Labor zur wöchentlichen Fütterung der schier unersättlichen Pflanzen.
In sechs Monaten sammelte Schriemer immerhin sechs Liter des Sekretionssaftes, ausreichend für seine Untersuchungen. Das Erstaunliche an den Nepenthes-Proteasen ist, dass sie prolinhaltige Eiweiße perfekt abbauen. Ein Wunder der Evolution! Versuche mit Gluten aus Weizenmehl zeigten sehr gute Abbauraten, wie Schriemer im Fachblatt »Journal of Proteome Research« (DOI: 10.1021/acs.jproteome.6b00224) schreibt. Der Wissenschaftler arbeitet gegenwärtig an Enzym-Varianten, die dann im Bioreaktor durch genveränderte Bakterien im Großmaßstab produziert werden sollen. Es ist also noch ein weiter Weg bis zur Pille für Zöliakie-Patienten zu gehen, aber der erste Schritt ist immerhin getan! Weitere fleischfressende Pflanzen werden untersucht.
Als begeisterter Biotechnologe liebe ich Handversuche. Langjährige Biolumne-Leser wissen, wie ich meinen eigenen Herzinfarkt zur Prüfung meines selbst entwickelten Infarkttests genutzt habe.
Ich werde also gleich mal meine Frau fragen, ob sie heute Abend Gluten-Brot essen und danach versuchsweise einen Schluck aus der Kannenpflanze nehmen würde. Die in den Kannen schwimmenden unverdauten Fliegen würde ich natürlich vorher abfiltern.
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