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Lexikon der Biologie: Pektine

Pektine [von *pekt- ], Pectine, pflanzliche Polysaccharide, die vorwiegend aus Galacturonsäure und deren Methyl-Estern aufgebaut sind ( vgl. Abb. 1 ). Ihre Vielzahl ist durch unterschiedliche Polymerisierungs- und Veresterungsgrade bedingt. Die durch Spaltung der Methylestergruppen der Pektine entstehenden polymeren Säuren sind die Pektinsäuren. Zu den Pektinen gehören neben den sauren Rhamnogalacturonanen und den Polygalacturonsäureestern auch neutrale Polysaccharide, wie die Arabinane (Homoglykane), Galactane und Arabinogalactane. Pektine lassen sich unter milden Bedingungen (neutrale Puffer niederer Molarität oder Lösungen von Chelatoren) aus den Zellwänden (Zellwand) herauslösen. Sie kommen als Begleitstoffe der Cellulose in pflanzlichen Zellwänden, besonders in den Mittellamellen von Primärzellwänden, vor. Auch in fleischigen Früchten, Blättern, Stengeln und Wurzeln sind sie reichlich enthalten. Die hydrophilen Gruppen verleihen den Pektinen hohes Wasserbindungsvermögen, was die Grundlage der Gelierfähigkeit (Gele) von Pektinen ist. Pektine finden daher vielfache Verwendung in der Nahrungsmittelindustrie als Geliermittel (z.B. für Marmeladen) sowie in der Medizin, Pharmazie und Kosmetik. Die technische Gewinnung erfolgt durch Extraktion aus Zuckerrübenschnitzeln und aus Preßrückständen der Apfel- und Citrussaftherstellung. – Eine weithin akzeptierte Modellvorstellung besagt, daß Pektine eine "Block"-Struktur aufweisen, in der "glatte" Bereiche langer, ununterbrochener Ketten aus unverzweigten α-(1→4)-verknüpften Galacturonsäureresten (Homogalacturonan) mit "rauhen" Bereichen aus stark verzweigten Rhamnose-haltigen Bereichen (Rhamnogalacturonan I, Rhamnogalacturonan II) abwechseln. Andere Seitenketten bestehen aus Arabinanen und Arabinogalactanen ( vgl. Abb. 2 ). Die Homogalacturonsäure-Abschnitte können über ihre Carboxylgruppe 2wertige Kationen (Calcium) binden und so Netzwerke bilden. Es gibt 2 strukturell unterschiedliche Pektin-Fraktionen. Die Pektine der Mittellamellen sind über Calciumbrücken miteinander verknüpft und sorgen so für den Zell-Zell-Zusammenhalt. Davon unabhängig legt innerhalb der Zellwand ein Netzwerk aus veresterten Pektinen die Porosität, die "Maschenweite", der Zellwand fest. Die Pektine liegen teilweise als Gel vor, dessen Struktur sich durch Veränderung des pH-Werts, der Ionenkonzentration oder des elektrischen Feldes verändern läßt. Das Pektin-Netzwerk sorgt neben dem Cellulose-Xyloglucan-Netzwerk für die Stabilität der Zellwand. Viele Pektin-Bestandteile, vor allem die Oligogalacturonide, dienen bei der Wirt-Pathogen-Interaktion als endogene Elicitoren, die verschiedene Abwehrmaßnahmen der Zellen auslösen. Die aus Pektinen freigesetzten Oligogalacturonide binden an sog. Remorine – Zellwandproteine, die vermutlich das Signal an die Zell-Membran weitergeben. Im Laufe der Fruchtreife werden die Pektine in der Zellwand abgebaut und verändert. Arabinogalactan-Proteine, Gallerte, Pektin-Methylesterase, Pektin-spaltende Enzyme, Quellung.

T.S./P.N.



Pektine

Abb. 1: Ausschnitt aus der Molekülkette (R = H oder CH3)



Pektine

Abb. 2:a Hauptkette; b wichtige Seitenketten; c seltene Seitenketten

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