Zwiebeln sind einer der ältesten Freunde der Menschheit - sie sorgen seit mindestens 5.000 Jahren für Nahrung (und Tränen).
Erst in den letzten Jahrzehnten begannen die Forscher herauszufinden, warum uns das Schneiden in rohe Zwiebeln zum Weinen bringt. Und ein kürzlich in der Zeitschrift ACS Chemical Biology veröffentlichter Artikel präsentiert das letzte Teil des Puzzles und zeigt, wie die primäre augenreizende Chemikalie der Zwiebel gebildet wird.
Die tränenerzeugende oder tränenerzeugende Wirkung von Zwiebeln ist eine Art chemischer Kampf, mit dem die Pflanzen potenzielle Raubtiere und messerschwingende Köche abwehren. Aber die Schritte, die auf dieser ersten Scheibe in die dünne Haut der Zwiebel stattfinden, sind komplex.
Wie Ashton Yoon für Discover berichtet, enthalten Zwiebelzellen Flüssigkeitstaschen, die mit einem Enzym namens Allinase gefüllt sind. Wenn eine Zwiebel in Scheiben geschnitten wird, zerbrechen diese Säcke und setzen die Allinase frei, die dann mit den Aminosäuren der Zwiebel reagiert, um Sulfeninsäure zu bilden.
Diese Schwefelsäure geht dann eine weitere Reaktion ein, die von einem Enzym namens Lachrymatory Factor Synthase (LFS) unterstützt wird. Dabei entsteht eine flüchtige Verbindung namens Lachrymatory Factor (LF), die in die Luft strömt und mit den Nerven Ihrer Hornhaut reagiert. unkontrollierbare Tränen verursachen.
Es hat Jahrzehnte gedauert, um diesen Prozess herauszufinden, sagt Marcin Golczak, Autor der Studie und Professor für Pharmakologie an der Case Western University. Während die Forscher in den 1970er Jahren entdeckten, dass LF das primäre Augenreizmittel ist, entdeckten sie das LFS-Enzym erst 2002. Die Frage, wie LFS zur Herstellung von LF beiträgt, erwies sich jedoch als noch schwieriger, da LF instabil ist und zur Verdampfung neigt.
Um diese Frage anzugehen, mussten Golczak und sein Team kreativ werden. Sie waren in der Lage, stabile Kristalle des LFS-Enzyms herzustellen, indem sie es an eine stabilere Verbindung, Crotylalkohol, banden. Anschließend untersuchten sie die Struktur des Enzyms, wobei sich herausstellte, dass die Verbindung einer gut untersuchten Superfamilie von Proteinen mit dem Namen START ähnelt. Durch den Vergleich von Abschnitten des LFS-Enzyms, bei denen andere Verbindungen an ähnlichen Stellen auf START-Proteinen haften, neckten die Forscher die Schritte, in denen aus Sulfeninsäure LF wird.
Golczaks Team ist mehr daran interessiert, was das Enzym über menschliche Proteine aussagt. "Wir arbeiten überhaupt nicht mit Pflanzen, wir sind Teil einer medizinischen Fakultät", sagt er gegenüber Smithsonian.com. „Unser Labor untersucht Proteine, die am Transport von Metaboliten beteiligt sind. Die Struktur und Form von LFS ist jedoch ähnlich wie bei Menschen. Deshalb haben wir uns entschlossen, sie zu untersuchen. “
Trotzdem könnte die Entdeckung Auswirkungen auf die Landwirtschaft haben. Im Jahr 2015 stellten die japanischen Forscher, die LFS entdeckten, fest, dass sie weniger tränenreiche Zwiebeln produzieren könnten, indem sie die Zwiebeln mit Ionen beschießen, die die an der Kettenreaktion, die zu LF führt, beteiligten Enzyme abbauen. Im Jahr 2008 produzierte eine andere neuseeländische Forschergruppe eine tränenfreie Zwiebel, indem sie das Gen herausschnitt, das LFS aus dem Zwiebelgenom produziert. Keine dieser Techniken hat jedoch bisher tränenfreie Zwiebeln auf den Markt gebracht.
Laut Golczak könnte die genaue Kenntnis der Entstehung von LF durch LFS den Forschern dabei helfen, einen Inhibitor zu entwickeln, der die Bildung der Tränen auslösenden Verbindung verhindert, die möglicherweise weniger umstritten ist als die genetische Veränderung. „Sie könnten eine Lösung oder ein Spray mit dem Inhibitor entwerfen. Ich weiß nicht, ob das ein guter Ansatz ist “, sagt er. „Wir verfolgen es nicht. Wir werden die Japaner untersuchen lassen. “
Versuchen Sie bis dahin, Ihre Zwiebeln abzukühlen, bevor Sie sie in Scheiben schneiden, um die Freisetzung dieser schädlichen Dämpfe zu verlangsamen.
