Gluconeogenese in reifenden Beeren von <i>Vitis vinifera</i>

Abstract

Im Verlaufe der Reifeperiode 1973 wurde Traubenbeeren in wöchentlichen Intervallen Fumarsäure-2,3- ¹⁴C injiziert und nach einer Stoffwechselzeit von 6 Stunden der Einbau des Tracers in Malat sowie die Neutralfraktion untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, daß - mit geringer Randomisierung des C-Skelettes des Präkursors - vorwiegend Äpfelsäure entsteht. Daneben erscheinen aber bis zu 17% der Radioaktivität in den Zuckern (Glucose, Fructose und Saccharose). Aufgrund der ¹⁴C-Verteilung im Glucosemolekül, welche ein Schwergewicht der Markierung in den C-Atomen 1, 2, 5 und 6 aufweist, kann auf die Existenz des „klassischen" Gluconeogeneseweges (mit Oxalacetat, Phosphoenolpyruvat und Phosphoglycerat als Intermediärprodukten) in Traubenbeeren geschlossen werden. Die Inkorporationsrate des biogenetisch aus '"C-Fumarat entstandenen  ¹⁴C-Malats in die Neutralfraktion ist bei c a. 20 °C am höchsten. Dieses relativ tiefe Maximum dürfte auf die in diesem Temperaturbereich optimale Versorgung der Früchte mit stoffwechselaktiver Apfelsäure als Edukt für die Zuckersynthese zu erklären sein.
Vergleiche der Zuckergehalte von Trauben mit bzw. ohne direkte Sonnenbestrahlung lassen während des Reifeverlaufes bei den Früchten an beschatteten und damit kühleren Standorten eine deutlich intensivere Zuckerbildung erkennen, so daß dadurch der zum Zeitpunkt der „Veraison" bestehende Unterschied im Zuckergehalt nahezu verschwindet. Es wird die Bedeutung der Gluconeogenese für diesen Ausgleich diskutiert.

Gluconeogenesis in the ripening fruit of Vitis vinifera

Fumaric acid-2,3-¹⁴C was applied to grape berries at weekly intervals and the incorporation of radioactivity into other acids and the neutral, watersoluble substances determined. Malic acid, predominantly labelled in the inner C-atoms, proved to be the main metabolic product, and up to 170/o of the ¹⁴C-activity of the extract was discovered in the neutral fraction. The t4C-glucose thus synthesized carried more label in the Cl/C2 and the C6/C5 positions than in the two central C-atoms. Based on these results it is concluded that the ripening fruit transforms acids into sugars by reactions involving a formal reversal of the glycolytic pathway.
Incorporation of radioactivity of ¹⁴C-fumaric and -malic acids into sugars shows a temperature optimum of about 20 °C. Comparisons between the sugar concentrations of grapes growing in the sun or in the shade, indicate that the r a t e of sugar synthesis during the final ripening-stages is greater in the shade. Thus, the marked difference in sugar content at veraison disappears during maturation. The contribution of sugar synthesis from acids to the observed compensation is discussed.