Bildung von Stärke als theoretisches Modell

Stärke ist ein aus Pflanzen gewonnenes großes Zuckermolekül, das sich aus Glukoseketten zusammensetzt. Es besitzt einen hohen Stellenwert als Energielieferant in unserer Ernährung und als Rohmaterial in der Industrie. Die Eigenschaften von Stärke werden durch die Art und Weise bestimmt, wie die einzelnen Glukoseeinheiten in den zugrundeliegenden Ketten zusammengesetzt sind. Die genaue Form dieser Ketten resultiert aus der Zusammenarbeit mehrerer Proteine und den mechanischen Eigenschaften des Moleküls. 

Die Einzelheiten dieses Prozesses sind sehr komplex und noch immer kaum verstanden, was den Fortschritt in Richtung einer gezielten Verbesserung unserer Stärkepflanzen begrenzt. Der Mensch nimmt Stärke hauptsächlich durch den Verzehr von Reis, Mais, Weizen, Maniok und Kartoffeln auf. Wie gut man sie verdauen kann, hängt direkt mit ihrer Struktur und der Anordnung der Stärkeketten zusammen. Daher ist die Untersuchung der Stärkebildung essentiell für die Entwicklung von Nahrungsmitteln. 

Eines der zentralen Themen der CEPLAS Research Area 4 ist die theoretische Beschreibung des Pflanzenstoffwechsels. Stärke, als zentraler Energieträger, besitzt eine Schlüsselrolle zum besseren Verständnis dieses komplexen Systems. Wir glauben, dass die Synergie zwischen Experiment und Simulation für die richtige Interpretation der experimentellen Daten notwendig ist. In einem neuen wissenschaftlichen Artikel schlagen wir einen interdisziplinären Ansatz vor, der Theorie und Experiment verbindet, und somit Strategien zum Verständnis des Bildungsprozesses von Stärke entwickelt.

Planter’s Punch

Unter der Rubrik Planter’s Punch wird jeden Monat ein bestimmter Aspekt des CEPLAS Forschungsprogramms vorgestellt. Alle Beiträge werden von Mitgliedern der Graduiertenschule und des Postdoc Programms erstellt.

Zum Nachlesen

Pfister, B., Zeemann, S.C., Rugen, M.D., Field, R.A., Ebenhöh, O., Raguin, A. (2020). Theoretical and experimental approaches to understand the biosynthesis of starch granules in a physiological context

Publikation

Über die Autorin

Dr. Adélaïde Raguin ist eine französische Wissenschaftlerin, die sich auf die stochastische Modellierung von Polymersystemen spezialisiert hat. In den letzten Jahren konzentrierte sie sich auf die mathematische Beschreibung von Stärke als eines der wichtigsten Polymere in Pflanzen.

 

Heinrich Heine University
University of Cologne
Max Planck Institute for Plant Breeding Research
Forschungszentrum Jülich