Leuchtpilze
Leuchtpilze sind Biolumineszenz erzeugende Pilze.
Vorkommen
Bei den Hut- oder Ständerpilzen (Basidiomyceten) sind mehr als 70 leuchtende Species bekannt[1]. Einige davon leuchten mit geringer, für das bloße Auge nicht wahrnehmbarer Intensität. Bei Helmlingen (z. B. Mycena chlorophos, siehe Abbildung 1) und Trichterlingen (z. B. Ölbaumpilz, Omphalotus olearius) leuchten die Fruchtkörper, bei Honigpilzen oder Hallimaschen (Gattung Armillaria) das Mycel[2,3]. Die Biolumineszenz des Mycels an verrottendem Holz verursacht kaltes Leuchten, sogenanntes leuchtendes Holz oder falsches Feuer (englisch foxfire). Das seit dem Altertum bekannte Phänomen wurde bei Naturvölkern als nächtliche Beleuchtung oder bei rituellen Tänzen genutzt, galt aber auch als schlechtes Omen[2]. Die Biolumineszenz von Bakterien oder Pilzen als Ursache wurde erst im 19. Jh. erkannt.
Abbildung 1: Biolumineszenz des Pilzes Mycena chlorophos in vivo (links) und in vitro (rechts) (mit freundlicher Genehmigung von Konstantin V. Purtov). Für den Reagenzglasversuch wurde ein kalter, die Enzyme enthaltender Extrakt des Fruchtkörpers mit synthetischem Hispidin (siehe Styrylpyrone) und NADPH als Cofaktor gemischt[4].
Biolumineszenz
Die enzymkatalysierte Leuchtreaktion verläuft in zwei Stufen. An die NAD(P)H-abhängige Aktivierung eines Luciferin-Vorläufers schließt sich die Sauerstoff-abhängige Luciferase-Reaktion an[5] (siehe Abbildung 2). Bei Mycena chlorophos dient als Vorläufer vor allem Hispidin, daneben Bisnoryangonin und in geringem Maß Dimere dieser beiden Styrylpyrone[4]. Eine NAD(P)H-abhängige Monooxygenase bildet 3-Hydroxyhispidin als Substrat der Luciferase.
Das Spektrum der auf 3-Hydroxyhispidin basierenden blaugrünen Lumineszenz zeigt ein breites Maximum um 525 nm. Der Vorläufer Hispidin, ein gelbes Pigment, findet sich bei allen bekannten Gruppen von Leuchtpilzen, aber auch bei nicht leuchtenden Basidiomyceten. Die Besonderheit der Leuchtpilze ist demnach die Enzymausstattung für die Aktivierung zum Luciferin[4].
Physiologische Bedeutung
Zur Deutung als Nebenprodukt von Stoffwechselwegen siehe Literatur[2], zur Diskussion von Signalfunktionen siehe Literatur[6].
Literatur
[1] Chew, A. L.; Tan, Y. S.; Desjardin, D. E.; Musa, M. Y.; Sabaratnam, V., Mycologia, (2014) 106, 976–988; https://doi.org/10.3852/13-274 [Prüfdatum 18.07.2016]
[2] Desjardin, D. E.; Oliveira, A. G.; Stevani, C. V., Photochem. Photobiol. Sci., (2008) 7, 170–182; https://doi.org/10.1039/B713328F [Prüfdatum 18.07.2016]
[3] Oba, Y.; Schultz, D. T., Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., (2014) 144, 3–36; https://doi.org/10.1007/978-3-662-43385-0_1 [Prüfdatum 18.07.2016]
[4] Purtov, K. V.; Petushkov, V. N.; Baranov, M. S.; Mineev, K. S.; Rodionova, N. S.; Kaskova, Z. M.; Tsarkova, A. S.; Petunin, A. I.; Bondar, V. S.; Rodicheva, E. K.; Medvedeva, S. E.; Oba, Y.; Oba, Y.; Arseniev, A. S.; Lukyanov, S.; Gitelson, J. I.; Yampolsky, I. V., Angew. Chem., (2015) 127, 8242–8246; https://doi.org/10.1002/ange.201505051 [Prüfdatum 18.07.2016]; Angew. Chem. Int. Ed. Engl., (2015) 54(28), 8124–8128; https://doi.org/10.1002/anie.201501779 [Prüfdatum 18.07.2016]
[5] Airth, R. L.; Foerster, G. E., Arch. Biochem. Biophys., (1962) 97, 567–573
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[6] Oliveira, A. G.; Stevani, C. V.; Waldenmaier, H. E.; Viviani, V.; Emerson, J. M.; Loros, J. J.; Dunlap, J. C., Curr. Biol., (2015) 25, 964–968; https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.02.021 [Prüfdatum 18.07.2016]
Hille-Rehfeld, A., Naturwiss. Rundsch., (2015) 68, 417–418
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Übersetzungen:
| E | luminescent mushrooms |