Wissenschaftler haben herausgefunden, wie es bei Hefe zu der für das Bierbrauen so wichtigen Flockenbildung kommt – und wie diese sich verbessern lässt. Sie identifizierten die entscheidenden Bindungsmechanismen der „Haftproteine“ auf der Oberfläche von Hefezellen. Die jetzt in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlichten Erkenntnisse helfen auch bei der Verbesserung der Bierherstellung.
Wenn Hefezellen sich zusammenlagern, entstehen Flocken oder Filme. Dafür sorgen spezielle Proteine auf der Zelloberfläche, so genannte Flokkuline, die an Oberflächenmoleküle anderer Zellen koppeln. Trotz der Bedeutung für Industrie und theoretische Biologie blieb bislang allerdings ungeklärt, auf welche Weise die Flokkuline die Hefeoberfläche erkennen und welche Struktur die Bindungspartner haben.
Einem Team von Biologen und Chemikern der Universitäten Bayreuth und Marburg ist hier nun der entscheidende Durchbruch gelungen. Die Forscher um Hans- Ulrich Mösch und Lars-Oliver Essen untersuchten für ihre Studie die so genannte A-Domäne, einen Abschnitt des Flukkulin-Proteins Flo5. Sie ist für die Anheftung verantwortlich. Die Wissenschaftler bauten diese A-Domäne in Flokkuline anderen Typs ein, die sie anschließend in Hefezellen einschleusten. Das reichte aus, um nicht-flockende Hefen zur Flockenbildung zu bewegen.
Zucker als Bindeglied
Als Bindungspartner von Flo5 identifizierten die Forscher eine ganz bestimmte Zuckerverbindung, die ebenfalls auf der Zelloberfläche verankert ist und aus mehreren Mannose-Einheiten besteht. Dabei handelt es sich um ein weit verbreitetes Oberflächenmolekül, das nicht nur bei Flo5-haltigen Hefestämmen vorkommt. Flo5-Zellen heften sich daher nicht nur an ihresgleichen; vielmehr binden sie auch andere Hefen, sofern diese Mannose tragen. Die Flo5-freien Zellen lagern sich an der Peripherie der Hefeflocken an, wodurch sie die weiter innen befindlichen schützen.
Die Erkenntnisse der Forscher haben auch praktische Konsequenzen für die Bierherstellung. Die Industrie verwendet hierfür moderne Hefestämme, deren Anheftungsproteine keine Vorliebe für bestimmte Zuckerarten aufweisen. Zugleich ist die Flockenbildung solcher Industriestämme weniger effizient. Sie lässt sich verbessern, indem man diese mit FloA5 ausstattet.
(Philipps-Universität Marburg, 14.12.2010 – DLO)
