Das Indolessigsäure ist eine organische Verbindung, deren Summenformel C ist8H.6NCHzweiCOOH. Es ist eine Monocarbonsäure, die eine wichtige Rolle als Pflanzenwachstumshormon spielt, weshalb sie zur Gruppe der Phytohormone gehört, die Auxine genannt werden..
Es ist auch als 3-Indolessigsäure und Indol-3-Essigsäure bekannt. Es ist das wichtigste Auxin in Pflanzen. Es wird in diesen in den Teilen produziert, in denen es Wachstum gibt, wie Triebe, jung wachsende Blätter und Fortpflanzungsorgane.
Zusätzlich zu Pflanzen biosynthetisieren einige Mikroorganismen diese, insbesondere solche, die als "Wachstumsförderer" bezeichnet werden. Im Allgemeinen befinden sich diese Mikroben in der Rhizosphäre oder in einem Bereich neben den Wurzeln von Pflanzen, was deren Wachstum und Verzweigung begünstigt..
Die Indolessigsäurebiosynthese erfolgt auf verschiedene Weise, insbesondere durch Tryptophan, eine in Pflanzen vorhandene Aminosäure.
Bei Menschen mit chronischer Nierenerkrankung kann das Vorhandensein eines hohen Indolessigsäurespiegels das Herz-Kreislauf-System und Demenz schädigen. Es werden verschiedene Möglichkeiten zur Verwendung von Indolessigsäure produzierenden Pilzen und Bakterien untersucht, um Pflanzen auf umweltfreundliche Weise zu fördern..
Artikelverzeichnis
Indolessigsäure hat einen Benzolring in ihrer Molekülstruktur und an diesen einen Pyrrolring gebunden, an dessen 3-Position eine -CH-Gruppe gebunden ist.zwei-COOH.
- Indolessigsäure
- Indol-3-essigsäure
- 3-Indolessigsäure
- Indolylessigsäure
- Skatol-ω-carbonsäure
Farblose bis weiße feste Flocke
175,18 g / mol
168,5 ºC
In kaltem Wasser sehr schwer löslich: 1,5 g / l
Löslich in Ethylalkohol, Aceton und Ethylether. Unlöslich in Chloroform.
Indolessigsäure ist das wichtigste Phytohormon oder Auxin von Pflanzen, die es hauptsächlich an Stellen der Pflanze produzieren, an denen Wachstum stattfindet.
Die übliche Art und Weise, wie Pflanzen Indolessigsäure speichern, ist konjugiert oder reversibel an einige Aminosäuren, Peptide und Zucker gebunden.
Es kann aktiv von Zelle zu Zelle oder passiv transportiert werden, indem Phloemsaft über große Entfernungen verfolgt wird.
Zusätzlich zu seiner Produktion in Pflanzen synthetisieren ihn verschiedene Arten von Mikroorganismen. Unter diesen Arten von Mikroben sind Azospirillum, Alcaligenes, Acinetobacter, Bazillus, Bradyrhizobium, Erwinia, Flavobacterium, Pseudomonas Y. Rhizobium.
Die meisten pflanzenstimulierenden Bakterien und Pilze, einschließlich derjenigen, die mit ihnen eine Symbiose eingehen, produzieren Indolessigsäure. Diese Mikroorganismen sollen "Wachstumsförderer" sein..
Indolessigsäurebiosynthese durch pflanzenassoziierte Bakterien oder Pilze in der Rhizosphäre spielt eine wichtige Rolle bei der Wurzelentwicklung.
Mikroben benötigen jedoch keine Indolessigsäure für ihre physiologischen Prozesse..
Die Erklärung ist, dass Pflanzen beim Wachstum viele wasserlösliche Verbindungen wie Zucker, organische Säuren und Aminosäuren freisetzen, die zu den Wurzeln transportiert werden..
Auf diese Weise erhalten die Rhizobakterien eine reichliche Menge an Material, das zur Herstellung von Metaboliten wie Indolessigsäure verwendet wird, die dann von der Pflanze verwendet werden..
Wie sich daraus ableiten lässt, ist dies ein Beispiel für eine Partnerschaft für gegenseitige Hilfe.
Indolessigsäure ist an verschiedenen Aspekten des Pflanzenwachstums und der Pflanzenentwicklung beteiligt, von der Embryogenese bis zur Blütenentwicklung.
Es ist wichtig für viele Prozesse wie Samenkeimung, Embryonenwachstum, Wurzelinitiierung und -entwicklung, Blattbildung und -ablösung, Phototropismus, Geotropismus, Fruchtentwicklung usw..
Reguliert die Verlängerung und Teilung der Zellen sowie deren Differenzierung.
Erhöht die Wachstumsgeschwindigkeit von Xylem und Wurzeln. Es hilft bei der Verbesserung der Wurzellänge, indem es die Anzahl der Wurzeläste, der Wurzelhaare und der Seitenwurzeln erhöht, die bei der Aufnahme von Nährstoffen aus der Umgebung helfen..
Es sammelt sich im basalen Teil der Wurzel an und begünstigt deren Gravitropismus oder Geotropismus, wodurch die Krümmung der Wurzel nach unten ausgelöst wird. Bei einigen Arten stimuliert es die Bildung zufälliger Wurzeln aus den Stielen oder Blättern.
Es sammelt sich an der Stelle an, an der die Blätter entstehen, und kontrolliert seinen Standort auf der Pflanze. Ein hoher Gehalt an Indolessigsäure stimuliert die Dehnung der Triebe und deren Phototropismus. Reguliert die Blattexpansion und Gefäßdifferenzierung.
Zusammen mit Cytokininen stimuliert es die Proliferation von Zellen in der kambialen Zone. Trägt zur Differenzierung von Gefäßgeweben bei: Xylem und Phloem. Es beeinflusst den Durchmesser des Stiels.
Reife Samen setzen Indolessigsäure frei, die sich in dem Teil ansammelt, der die Fruchtwand umgibt. Wenn die Konzentration an Indolessigsäure an dieser Stelle abnimmt, wird die Ablösung der Frucht erzeugt.
Indolessigsäure wird in sich aktiv teilenden Pflanzenorganen wie Sprossen, Wurzelspitzen, Meristem, Gefäßgewebe, jung wachsenden Blättern, Endknospen und Fortpflanzungsorganen biosynthetisiert..
Es wird von Pflanzen und Mikroorganismen über mehrere miteinander verbundene Wege synthetisiert. Es gibt Wege, die von Tryptophan (einer in Pflanzen vorhandenen Aminosäure) und anderen davon unabhängigen abhängen..
Eine der Biosynthesen ausgehend von Tryptophan wird nachstehend beschrieben..
Tryptophan verliert durch das Enzym Aminotransferase eine Aminogruppe und wird zu Indol-3-Brenztraubensäure.
Letzterer verliert ein Carboxyl und dank des Enzyms Pyruvat-Decarboxylase entsteht Indol-3-acetaldehyd.
Schließlich wird Indol-3-acetaldehyd durch das Enzym Aldehydoxidase oxidiert, um Indol-3-essigsäure zu erhalten..
Indolessigsäure im menschlichen Körper stammt aus dem Metabolismus von Tryptophan (Aminosäure in verschiedenen Lebensmitteln).
Indolessigsäure ist bei Patienten mit Lebererkrankungen und bei Menschen mit chronischen Nierenerkrankungen erhöht..
Im Fall einer chronischen Nierenerkrankung wurden hohe Indolessigsäurespiegel im Blutserum mit kardiovaskulären Ereignissen und Mortalität korreliert, was sich als signifikante Prädiktoren für diese herausstellte.
Es wird geschätzt, dass es als Promotor von oxidativem Stress, Entzündung, Atherosklerose und endothelialer Dysfunktion mit einer prokoagulierenden Wirkung wirkt..
Hohe Indolessigsäurespiegel im Blutserum von Patienten, die eine Hämodialyse erhalten, wurden auch mit einer verminderten kognitiven Funktion in Verbindung gebracht..
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, es im Labor zu erhalten, beispielsweise aus Indol oder aus Glutaminsäure.
Es werden neue Strategien untersucht, die die Verwendung von Indolessigsäure ermöglichen, um die Produktivität von Kulturpflanzen mit minimalen Auswirkungen auf die natürliche Umwelt zu steigern und die Umweltauswirkungen chemischer Düngemittel und Pestizide zu vermeiden..
Einige Forscher isolierten einige endophytische Pilze, die mit Heilpflanzen assoziiert sind, aus trockenen Umgebungen.
Sie fanden heraus, dass diese Pilze die Keimung von Wildtyp- und Mutantensamen begünstigen, und nach bestimmten Analysen wurde gefolgert, dass die von solchen Pilzen biosynthetisierte Indolessigsäure für die vorteilhafte Wirkung verantwortlich ist..
Dies bedeutet, dass dank der Indolessigsäure, die diese endophytischen Pilze produzieren, ihre Anwendung große Vorteile für Pflanzen bringen kann, die auf marginalisierten Flächen wachsen..
Anderen Wissenschaftlern gelang es, einen genetischen Manipulationsmechanismus zu entwickeln, der die Synthese von Indolessigsäure durch eine Art von Rhizobakterien begünstigt, die normalerweise kein Promotor des Pflanzenwachstums ist.
Die Implementierung dieses Mechanismus führte dazu, dass diese Bakterien Indolessigsäure auf selbstregulierte Weise synthetisierten. Und die Inokulation dieser Rhizobakterien an die Wurzeln von Pflanzen von Arabidopsis thaliana verbessertes Wurzelwachstum.
Es war möglich, eine Verbindung zu synthetisieren, die durch die Vereinigung von Indolessigsäure und Carbendazim (einem Fungizid) konjugiert oder gebildet wurde und beim Inokulieren in die Wurzeln von Hülsenfruchtsämlingen sowohl fungizide Eigenschaften als auch Wirkungen aufweist, die das Pflanzenwachstum und die Pflanzenentwicklung fördern. Diese Verbindung muss noch eingehender untersucht werden.
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