Warum gibt es in der Meeresumwelt so wenig Eisen?
Eisen ist an vielen biologischen Prozessen beteiligt, reichert sich jedoch normalerweise als Oxide oder Hyperoxide an. Beide Formen können nicht ohne Weiteres von Mikroorganismen genutzt werden. Um Eisen in eine lösliche Form zu verarbeiten, lassen Bakterien eisenbindende Moleküle, die sogenannten Siderophore, frei. Aufgrund der niedrigen Löslichkeit und der schnellen Aufnahme durch Phytoplankton liegt die Eisenkonzentration im Meerwasser im picomolaren bis nanomolaren Bereich. Meeresbiologen haben sich im Projekt "Iron binding organic ligands" (FeBOL) zusammengeschlossen, um zu entschlüsseln, ob die niedrige Eisenkonzentration im Meerwasser auf die Siderophore zurückzuführen ist. Die Projektpartner verwendeten ein hydrophobes Harz und ein Filterverfahren zur Isolation von natürlich auftretenden, eisenbindenden Liganden und bestimmten deren chemische Zusammensatzung und Eisenkonzentration. Es wurden Proben aus unterschiedlichen Meeresumgebungen gesammelt und in separate Eisenligandenkomplexe verarbeitet. Durch die Verbindung von Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie waren die Projektforscher in der Lage, 30 % aller natürlichen Eisenligandenkomplexe im Meerwasser zu entdecken und zu extrahieren. Dank der Empfindlichkeit dieser Technik zeigte sich das Vorkommen von bestimmten Eisenliganden mit etwa drei Polaritätsbereichen. Die Untersuchungsergebnisse bewiesen, dass Liganden in den Eisenligandenkomplexen die Eisenaufnahme durch Phytoplankton beinflussen. Im Allgemeinen hat das Projekt FeBOL unser Verständnis für die mechanistischen Bahnen von Siderophoren und ihre Auswirkung auf die Eisenaufnahme und -steuerung durch Phytoplankton verbessert. Die Erkenntnisse aus der Untersuchung sollen einen wichtigen Beitrag zum Erhalt der Meeresumwelt leisten.
