NMR-basierte Mikroanalyse des Metabolitenprofils von Pflanzenzellen

Lasergestützte Mikrodissektionsverfahren haben sich in verschiedenen Disziplinen der Pflanzenforschung etabliert, darunter die Mikroanalyse von Metabolitenprofilen (Hölscher and Schneider, 2008, Prog. Bot. 69, 141-167; Moco et al., 2009, J. Proteome Res. 8, 1694-1703; Fang and Schneider, 2014, Phytochem. Anal. 25, 307-313). Wir haben Analysemethoden für laser-mikrodissezierte Proben mittels NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie entwickelt. So konnten wir z.B. zellspezifische metabolische Profile bestimmter Zellen aus der Rinde der Gemeinen Fichte (Picea abies) bestimmen (Li et al., 2007, Planta 225, 771–779; Li et al., 2012, ChemBioChem 13, 2702–2713). Gleichzeitig wurden Laser-Mikrodissektions- und NMR-Analysen von Sekretionsräumen in frischen Blättern und Herbariumsproben von Dilatris Pflanzen (Haemodoraceae) (Hölscher and Schneider, 2007, Planta 225, 767–770) publiziert. In diesen Studien wurden die geernteten Zellen in ein NMR-Röhrchen überführt und 1D- und 2D-NMR-Spektren wurden mit einem cryogen gekühlten Probenkopf gemessen. Die Strukturen der wichtigsten Stoffwechselprodukte wurde identifiziert, indem die NMR-Spektren der Zellextrakte mit denen von authentischen Referenzverbindungen verglichen wurden. Über weitere Beispiele für die Kombination von Laser-Mikrodissektion mit spektroskopischen Analysen wurde berichtet (Hölscher et al., 2009, Plant J. 60, 907-918; Happyana et al., 2013, Phytochemistry 87, 51–59; Fang et al., 2012, PloS One 7(10): e48006).