Temperaturoptima der Enzyme physiologisch sinnvoll?

[Flothe]

Hallo,

seit längerem knabbere ich an einem (scheinbaren) gedanklichen Widerspruch.
Da hier ja auch einige Biochemie affine Menschen unterwegs sind, möchte ich doch mal sehen, ob ich meine Frage hier beantwortet bekomme.
Ich habe auch schon kurz versucht in der Literatur eine entsprechende Antwort zu bekommen, bin aber auf die Schnelle nicht fündig geworden. Falls da jemand ein passendes Paper oder sowas hat, immer her damit.

Es geht um Folgendes:
Nach meinem Verständnis enthalten Getreidekörner, z.B. Gerste, Pro-Enzyme, die während der Keimung durch diverse z.T. hormonelle Prozesse zu aktiven Enzymen umgewandelt werden. In der Folge sollen diese Enzyme z.B. Stärke oder Speicher-Proteine abbauen, um den Pflanzen-Embryo mit leicht zugänglichen Zuckern und Aminosäuren zu versorgen. Wir als Brauer machen uns dies zunutze, um die Enzyme für uns arbeiten zu lassen, statt für den Embryo (Wie gemein ).

So weit, so gut.

Jetzt stelle ich mir ein keimendes Gerstenkorn auf einem Acker vor. Der Acker muss relativ feucht sein, aber auch die Sonne sollte drauf scheinen. Das Korn liegt irgendwo zwischen 5 und 10 cm in der Erde. Dort wird es bei direkter Frühlingssonne vielleicht 30 °C warm, vermutlich eher kühler. Feuchter Ackerboden ist ja eigentlich nicht sonderlich warm. Sagen wir also bei 20-30 °C laufen all die Prozesse ab, die der Pflanzenembryo braucht um sich zu entwickeln. Stärke, Proteine, all das wird ab und umgebaut.

Nun zu meiner Frage:
Warum liegen die Temperaturoptima der diversen Enzyme so weit jenseits von der offensichtlich viel niedrigeren, physiologischen Wachstumstemperatur?

Der einzige halbwegs logische Grund dafür, der mir bisher in den Sinn gekommen ist:
Pflanzen sind hauptsächlich wechselwarme Lebewesen. Sie sind von der Umgebungstemperatur abhängig. Daher macht es aus meiner Sicht durchaus Sinn, dass das Temperaturoptimum der Enzyme etwas weiter rechts der physiologisch sinnvollen Temperatur liegt. So ist gewährleistet, dass bei Temperaturen über dem Durchschnitt das Temperaturoptimum nicht überschritten wird, sondern im Gegenteil die Prozesse immer schneller ablaufen können.

Das erklärt aber für mich immer noch nicht, warum die Temperaturoptima von z.B. den Amylasen in Bereichen liegen, die unter natürlichen Bedingungen (auf dem Acker) nicht erreicht werden.

Freue mich auf eure Antworten

LG Florian

EDIT: Habe den Titel etwas abgeändert. Finde ihn so zielführender.

[Alt-Phex]

Das könnte vieleicht mit dem vermälzen zu tun haben ?

[flying]

Na ja, für unsere Zwecke ist es vielleicht das Optima. Es ist die Temperatur mit der höchsten Reaktionsgeschwindigkeit, kurz bevor es die Dinger zerreißt. Danach sind die auch hinüber.

[Flothe]

Das könnte vieleicht mit dem vermälzen zu tun haben ?

Auch daran habe ich schon gedacht.
In der Regel werden Enzyme aber durch Erhitzen nicht derart verändert. Das ist ja ein komplexes Geflecht aus Proteinketten, und sehr empfindlich. Die Funktion geht da bei der kleinsten (temperaturbedingten) Veränderung meist schon flöten. Man spricht in dem Zusammenhang auch von Denaturierung. Auch deshalb wird ja möglichst schonend gedarrt, um die Funktion bestmöglich zu erhalten (PiMa) oder zugunsten von Aromen und Farbe geopfert (MüMa).

[Tozzi]

Hallo Florian,

grundsätzlich laufen alle dieser letztlich durch die Enzyme katalysierten Reaktionen mit steigender Temperatur schneller ab.
Gleichzeitig falten sich aber bei höheren Temperaturen Proteine auf (ändern ihre dreidimensionale Struktur) und so verlieren die Enzyme ihre Wirksamkeit (Denaturierung).
Da wir als Brauer weniger Zeit haben als der Keimling, machen wir uns das zunutze und versuchen, die Prozesse so schnell wie möglich ablaufen zu lassen, ohne die Enzyme zu früh zu deaktivieren, was halt letztlich ein Drahtseilakt ist.
Bei 20˚C passiert genau dasselbe, aber halt viel langsamer.

EDIT: War ich wieder mal zu langsam...

[Flothe]

Na ja, für unsere Zwecke ist es vielleicht das Optima. Es ist die Temperatur mit der höchsten Reaktionsgeschwindigkeit, kurz bevor es die Dinger zerreißt. Danach sind die auch hinüber.

So wie ich die Natur kennen gelernt habe, gibt es keinen schlimmeren Ökonomen. Alles was überflüssig ist, fliegt raus.
Der Umkehrschluss wäre ja, dass der Keimling wesentlich weniger kostbare Enzyme bräuchte, wenn er sie nur am Temperaturoptimum fahren würde. Schnellere Reaktionszeit = weniger Enzyme für den gleichen Job = Aminosäuren gespart.
Also warum ist das nicht so? Es muss einen guten Grund dafür geben.
Die menschliche Speichel-Amylase z.B. funktioniert natürlich am besten bei ca. 37 °C. Völlig logisch.

LG Florian

[Flothe]

Da wir als Brauer weniger Zeit haben als der Keimling, machen wir uns das zunutze und versuchen, die Prozesse so schnell wie möglich ablaufen zu lassen, ohne die Enzyme zu früh zu deaktivieren, was halt letztlich ein Drahtseilakt ist.
Bei 20˚C passiert genau dasselbe, aber halt viel langsamer.

Das stimmt. Deshalb habe ich auch schon darüber nachgedacht, dass es für die Pflanze von Vorteil sein könnte, etwas weiter links vom Optimum zu leben, damit die Enzyme geschont werden und bei kurzfristig höheren Temperaturen noch Luft nach oben haben.

Aber für mein Empfinden ist die physiologisch sinnvolle Wachstumstemperaur doch etwas zu weit links des Temperaturoptimums von z.B. der alpha-Amylase. Da sprechen wir immerhin über ein Delta von ca. 43-53 °C.

LG Florian

[Tozzi]

Die menschliche Speichel-Amylase z.B. funktioniert natürlich am besten bei ca. 37 °C. Völlig logisch.

Bist Du Dir da sicher?
Ich könnte mir gut vorstellen, dass die auch bei 50˚C schneller arbeitet. Halt nicht lange.

Da sprechen wir immerhin über ein Delta von ca. 43-53 °C.

In der knallen Sonne kann die Temperatur ja auch mal kurzfristig auf 60˚ steigen. Vor allem an der Oberfläche von dunklem Erdreich.
Eventuell ergibt sich daraus der evolutionäre Vorteil.

[§11]

Nun zu meiner Frage:
Warum liegen die Temperaturoptima der diversen Enzyme so weit jenseits von der offensichtlich viel niedrigeren, physiologischen Wachstumstemperatur?

Du must es als wirkliches Optima sehen (wurde schon angesprochen).

Auffaellig ist ja auch das des Brauers "Optima" sehr nah an der Inaktivierungstemperatur liegt. D.h. die Enzyme sind sehr wohl vorher schon aktiv, aber eben nur sehr viel langsamer. Dauert die Keimung bis zur vollstaendigen Ausbildung der Blattkeime um die 10 Tage, sprechen wir im Sudhaus von Stunden (im schlimmsten Fall von 6 Stunden beim Dreimaischverfahren). D.h. es handelt sich um ein wirkliches Optimum im Sinne eines mathematischen Extremwertes der Reaktionsgeschwindigkeit.

Es kommt aber auch noch ein weiteres "Optimum" dazu, naemlich das Optimum zwischen Extraktzugewinn und Atemverlusten. Das Korn auf dem Feld ist am Ende der Keimung aufgebraucht und durch den Keimling aufgenommen worden. Das wuerde aber fuer uns bedeuten unsere Hefe muesste verhungern weil wir eben keinen Extrakt mehr gewinnen koennen. D.h. neben (oder wegen...) der Reaktionsgeschwindigkeit entstehen auch die geringsten Verluste. Das steuert bereits der Maelzer, er muss abwaegen wie weit er das Malz loesen kann, den jede Loesung bedeuted Verlust.

Als Faustformel kann man sagen das ca. 90% der Proteine bereits in der Maelzerei geloest werden und etwa 50% der Kohlenhydrate. Theoretische koennte der Maelzer auch 100% loesen, aber dann waere der Verlust auch nahezu 100%.

[Yalaia]

Eine interessante Fragestellung...
Ich denke, man sollte sehr stark unterscheiden, in welchem Stadium sich das Korn befindet. Ich brauche die Enzyme um die (absolute Jungpflanze) direkt nach dem Keimen mit Nährstoffen zu versorgen. Danach kommt es ja aus Wasser/Boden. Je höher die Temperatur in diesem Stadium, je mehr Nährstoffe werden freigesetzt. Daher keimen Pflanzen nicht im Winter = zu kalt, aber sehr gut im Gewächshaus (sehr warm). Hier nun meine Vermutung: Um die Pflanze zu versorgen, braucht es eine bestimmte mindest Temperatur, gleichzeitig soll die Pflanze auch höheren Temperaturen standhalten (Sicherheit), daher die hohen Werte für das Temperaturoptimum. Wird die Temperatur zu hoch ist es aus mit den Enzymen. Das diese gefühlt weit über den in unseren Breitengraden gängigen Temperaturen liegt ist sicher unnötig, aber hindert das Korn auch nicht am wachsen, da es immer noch weit über der unteren Grenztemperatur liegt. Daher erfolgt sicher auch keine Anpassung an niedrigere Temperatren.

Nur meine bescheidenen und unwissenden Mutmaßungen

Markus

[Flothe]

Die menschliche Speichel-Amylase z.B. funktioniert natürlich am besten bei ca. 37 °C. Völlig logisch.

Bist Du Dir da sicher?
Ich könnte mir gut vorstellen, dass die auch bei 50˚C schneller arbeitet. Halt nicht lange.

Hier stehts ;)

[inem]

So wie ich die Natur kennen gelernt habe, gibt es keinen schlimmeren Ökonomen. Alles was überflüssig ist, fliegt raus.

Ich sag nur Appendix vermiformis.

Edit: Nagut ich sag mehr. Ein Enzym ist ein chemisches Gebilde und keine lebende Materie per se. Enzyme sind demnach auch keiner Evolution unterworfen - nur die Dinge die sie bilden. Wenn es nun keine effizienteren Enzyme gibt, dann muss die Natur mit dem leben, was da ist.
Nicht zuletzt will die Pflanze ja auch keine schnellen Reaktionsgeschwindigkeiten, sie will länger versorgt sein und nicht alles in kürzester Zeit verpuffen lassen.

[Tozzi]

Hier stehts ;)

Interessanter Link! Nun gut, der Mensch ist halt auch ein homoiothermes Lebewesen, im Gegensatz zur Gerste...
Bei 60˚ Körpertemperatur wäre die Amylase unser geringstes Problem.

EDIT:

Ich sag nur Appendix vermiformis.

Soooo sinnlos wie man meint ist der gar nicht. Ist ein Teil des Immunsystems, genau wie die Rachenmandeln.
Als wir unsere Nahrung noch nicht kühlen konnten und eine durchschnittliche Lebenserwartung von 35 Jahren hatten war das wahrscheinlich nicht sinnlos.

[Brewtotype]

Prinzipiell funktionieren enzymatische Reaktion analog den "rein" chemischen Reaktion, mit der Ausnahme des Schlüssel-Schloss-Prinzips (nur spezielle Substrate können überhaupt am aktiven Zentrum binden).
Was heißt das nun? Ganz einfach, nach der Stroßtheorie nimmt die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen zusammen Stoßes, d.h. eine erfolgreiche Überlappung der Orbitale (=Reaktion), mit der Temperatur zu (mehrere Reaktant besitzen das notwendig Energiepotential, um den Aktivierungsenergieberg zu überwinden). Die Reaktionsgeschwindigkeit (von Hin- und Rückreaktion) wird also erhöht, aber der knackpunkt ist bei Enzymen, dass neben der energetischen Hemmung noch ein Sterischer Faktor (=räumlich, das oben genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip), durch zu hohe Temperaturen verändert sich die Struktur des Makroprotein, wodurch die Reaktant nicht mehr anbinden können ---> keine Reaktion, trotz Überwindung der energetischen Hemmung.

Vll. für dich auch noch Interessant :"Michaelis-Menten-Kinetik", die beschreibt die Kinetik enzymatischer Reaktionen

[Flothe]

Nun zu meiner Frage:
Warum liegen die Temperaturoptima der diversen Enzyme so weit jenseits von der offensichtlich viel niedrigeren, physiologischen Wachstumstemperatur?

Du must es als wirkliches Optima sehen (wurde schon angesprochen).

Auffaellig ist ja auch das des Brauers "Optima" sehr nah an der Inaktivierungstemperatur liegt. D.h. die Enzyme sind sehr wohl vorher schon aktiv, aber eben nur sehr viel langsamer. Dauert die Keimung bis zur vollstaendigen Ausbildung der Blattkeime um die 10 Tage, sprechen wir im Sudhaus von Stunden (im schlimmsten Fall von 6 Stunden beim Dreimaischverfahren). D.h. es handelt sich um ein wirkliches Optimum im Sinne eines mathematischen Extremwertes der Reaktionsgeschwindigkeit.

Okay, möchtest du damit ausdrücken, dass das Korn die Nährstoffe nur relativ langsam benötigt, und deshalb lieber weit unterhalb des Optimums fährt?
Das würde ja bedeuten, dass es ein absoluter Glücksfall für uns Brauer ist, dass die Natur das so eingerichtet hat. Es könnte ja auch einfach weniger Enyzme geben, die dann mit einer niedrigeren Optimum-Temperatur laufen.
Hier kommt wieder mein Ökonomischer Ansatz.

Es kommt aber auch noch ein weiteres "Optimum" dazu, naemlich das Optimum zwischen Extraktzugewinn und Atemverlusten. Das Korn auf dem Feld ist am Ende der Keimung aufgebraucht und durch den Keimling aufgenommen worden. Das wuerde aber fuer uns bedeuten unsere Hefe muesste verhungern weil wir eben keinen Extrakt mehr gewinnen koennen. D.h. neben (oder wegen...) der Reaktionsgeschwindigkeit entstehen auch die geringsten Verluste. Das steuert bereits der Maelzer, er muss abwaegen wie weit er das Malz loesen kann, den jede Loesung bedeuted Verlust.

Als Faustformel kann man sagen das ca. 90% der Proteine bereits in der Maelzerei geloest werden und etwa 50% der Kohlenhydrate. Theoretische koennte der Maelzer auch 100% loesen, aber dann waere der Verlust auch nahezu 100%.

Verstehe nicht ganz, was du damit sagen willst. Wo gehen die 50 % Kohlenhydrate denn hin? Werden die vom Keimling verstoffwechselt?

LG Florian

[Flothe]

Prinzipiell funktionieren enzymatische Reaktion analog den "rein" chemischen Reaktion, mit der Ausnahme des Schlüssel-Schloss-Prinzips (nur spezielle Substrate können überhaupt am aktiven Zentrum binden).
Was heißt das nun? Ganz einfach, nach der Stroßtheorie nimmt die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen zusammen Stoßes, d.h. eine erfolgreiche Überlappung der Orbitale (=Reaktion), mit der Temperatur zu (mehrere Reaktant besitzen das notwendig Energiepotential, um den Aktivierungsenergieberg zu überwinden). Die Reaktionsgeschwindigkeit (von Hin- und Rückreaktion) wird also erhöht, aber der knackpunkt ist bei Enzymen, dass neben der energetischen Hemmung noch ein Sterischer Faktor (=räumlich, das oben genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip), durch zu hohe Temperaturen verändert sich die Struktur des Makroprotein, wodurch die Reaktant nicht mehr anbinden können ---> keine Reaktion, trotz Überwindung der energetischen Hemmung.

Vll. für dich auch noch Interessant :"Michaelis-Menten-Kinetik", die beschreibt die Kinetik enzymatischer Reaktionen

Michaelis-Menten-Kinetik ist mir gut bekannt. Hat aber eher mit der Substratkonzentration zu tun. Denke das ist hier nur periphär Thema. Stärke dürfte im Korn so viel vorhanden sein, dass der KM-Wert der Amylasen deutlich überschritten ist.

Ich würde meine Frage eher aus evolutionärer Sicht verstehen wollen

[Flothe]

Edit: Nagut ich sag mehr. Ein Enzym ist ein chemisches Gebilde und keine lebende Materie per se. Enzyme sind demnach auch keiner Evolution unterworfen - nur die Dinge die sie bilden. Wenn es nun keine effizienteren Enzyme gibt, dann muss die Natur mit dem leben, was da ist.

Das ist definitiv nicht richtig! Enzyme sind auf jeden Fall und unter allen Umständen einer Evolution unterworfen. Der Aufbau von Proteinen kostet die Zelle einen immensen Haufen Energie. Jede unsinnige Ausgabe kann zu einem Selektionsnachteil führen und wird von der Evolution sofort bestraft.
Enyzme sind keine von der Natur gegebenen Chemikalien, mit denen die Lebewesen eben auskommen müssen. Sie sind auf jeden Fall änderbar. Es gibt zu unzähligen Enzymklassen ganze Stammbäume.

Nicht zuletzt will die Pflanze ja auch keine schnellen Reaktionsgeschwindigkeiten, sie will länger versorgt sein und nicht alles in kürzester Zeit verpuffen lassen.

Das kann sein.

LG Florian

[Brewtotype]

Wie gesagt prinzipiell betrachtet, ist der entscheidende Faktor die Limitierung durch Veränderung der Struktur (Denaturierung)--> Deaktivierung. Unterhalb dieser verlaufen Reaktion i.d.R. schneller (gutes Beispiel ist die Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren).
Evolutionär bedingt ist evtl. der Aufbau des Makroproteins und der darauß folgenden Thermostabilität (es kommt ja selten vor das ein Lebewesen längere Zeit Temperaturen >60°C unterliegen)

[§11]

Okay, möchtest du damit ausdrücken, dass das Korn die Nährstoffe nur relativ langsam benötigt, und deshalb lieber weit unterhalb des Optimums fährt?
Das würde ja bedeuten, dass es ein absoluter Glücksfall für uns Brauer ist, dass die Natur das so eingerichtet hat. Es könnte ja auch einfach weniger Enyzme geben, die dann mit einer niedrigeren Optimum-Temperatur laufen.
Hier kommt wieder mein Ökonomischer Ansatz.

So weit unterhalb des Optimums fahren wir auf dem Feld gar nicht. Der Maelzer ist weit unterhalb des Optimums, aber eben gerade aus dem Grund weil er zwar Enzyme bilden will, aber den Extrakt nicht an den Keimling verlieren will, der mit unserem guten Extrakt Energie gewinnt um zu wachsen.

Bei deiner Betrachtung fehlt ein wichtiger Gesichtspunkt. Sicherlich wuerden weit weniger Enzyme ausreichen wenn auch der Keimling den Mehlkoerper einmaischen wuerde. Das tut er aber nicht. Er muss damit klar kommen das seine Reaktionen nicht in waessriger Loesung (Wuerze) stattfinden sondern irgendwo zwischen 25-45% Weichgrad. In waessriger Loesung wuerde naemlich der Keimling absaufen. Man braucht also sehr wohl mehr Enzyme, da diese weniger wenig "mobil" sind, weil das Korn nicht komplett in Wasser geloest ist.

Verstehe nicht ganz, was du damit sagen willst. Wo gehen die 50 % Kohlenhydrate denn hin? Werden die vom Keimling verstoffwechselt?

War bloed ausgedrueckt. Gemeint ist Kohlenhydrat in Form von Staerke.

[Flothe]

Bei deiner Betrachtung fehlt ein wichtiger Gesichtspunkt. Sicherlich wuerden weit weniger Enzyme ausreichen wenn auch der Keimling den Mehlkoerper einmaischen wuerde. Das tut er aber nicht. Er muss damit klar kommen das seine Reaktionen nicht in waessriger Loesung (Wuerze) stattfinden sondern irgendwo zwischen 25-45% Weichgrad. In waessriger Loesung wuerde naemlich der Keimling absaufen. Man braucht also sehr wohl mehr Enzyme, da diese weniger wenig "mobil" sind, weil das Korn nicht komplett in Wasser geloest ist.

Ja, aber auch an diesem Punkt würde ich doch wieder mit der Effizienz ansetzen.
Wenn es für den Keimling schon so schwierig ist die Stärke in der wenig fluiden Masse zu lösen, warum dann mit Enzymen, die so weit weg vom Optimum laufen?

BTW: Welche Temperaturen werden denn in der Spitze in der Ackerkrume erreicht? Tozzi sprach von 60 °C, ist das realistisch?

LG Florian

[Brewtotype]

Michaelis-Menten-Kinetik ist mir gut bekannt. Hat aber eher mit der Substratkonzentration zu tun. Denke das ist hier nur periphär Thema. Stärke dürfte im Korn so viel vorhanden sein, dass der KM-Wert der Amylasen deutlich überschritten ist.

Ich würde meine Frage eher aus evolutionärer Sicht verstehen wollen

Nicht dass das jetzt falsch verstanden wird, ich wollte dir keine "Unwissenheit" unterstellen, und war auch zugegebenermaßen nicht auf deine eigentliche Fragestellung bezogen, ich find Enzym-Kinetik nur sehr interessant und sehr Komplex, daher dachte ich das könnte auch von Interesse sein. Nix für ungut

[Flothe]

Michaelis-Menten-Kinetik ist mir gut bekannt. Hat aber eher mit der Substratkonzentration zu tun. Denke das ist hier nur periphär Thema. Stärke dürfte im Korn so viel vorhanden sein, dass der KM-Wert der Amylasen deutlich überschritten ist.

Ich würde meine Frage eher aus evolutionärer Sicht verstehen wollen

Nicht dass das jetzt falsch verstanden wird, ich wollte dir keine "Unwissenheit" unterstellen, und war auch zugegebenermaßen nicht auf deine eigentliche Fragestellung bezogen, ich find Enzym-Kinetik nur sehr interessant und sehr Komplex, daher dachte ich das könnte auch von Interesse sein. Nix für ungut

Mach dir keinen Kopp

[§11]

Bei deiner Betrachtung fehlt ein wichtiger Gesichtspunkt. Sicherlich wuerden weit weniger Enzyme ausreichen wenn auch der Keimling den Mehlkoerper einmaischen wuerde. Das tut er aber nicht. Er muss damit klar kommen das seine Reaktionen nicht in waessriger Loesung (Wuerze) stattfinden sondern irgendwo zwischen 25-45% Weichgrad. In waessriger Loesung wuerde naemlich der Keimling absaufen. Man braucht also sehr wohl mehr Enzyme, da diese weniger wenig "mobil" sind, weil das Korn nicht komplett in Wasser geloest ist.

Ja, aber auch an diesem Punkt würde ich doch wieder mit der Effizienz ansetzen.
Wenn es für den Keimling schon so schwierig ist die Stärke in der wenig fluiden Masse zu lösen, warum dann mit Enzymen, die so weit weg vom Optimum laufen?

BTW: Welche Temperaturen werden denn in der Spitze in der Ackerkrume erreicht? Tozzi sprach von 60 °C, ist das realistisch?

LG Florian

Ich finde fuer Deutschland Werte um die 50C. Aber jetzt waechst ja die selbe Gerste auch in Suedfrankreich und Afrika.

[Brewtotype]

Ich finde fuer Deutschland Werte um die 50C. Aber jetzt waechst ja die selbe Gerste auch in Suedfrankreich und Afrika.

Hab auch Werte zwischen 50 - 60°C gefunden

[Flothe]

Ja oke, dann macht das natürlich Sinn

Danke euch

[§11]

Ich bin kein Biologe. Es wäre jetzt natürlich interessant ob der Keimling erst Aminosäuren braucht ( anzunehmen um Zellen aufzubauen) und später Kohlenhydrate ( auch anzunehmen als Energielieferant) denn das heißt ja auch das die Proteasen irgendwann die Ohren anlegen

[M79576]

Hallo,

in Ergänzung zu den genannten Antworten: Getreide gehören zu den Süssgräsern, welche entwicklungsbiologisch 20-30 Millionen Jahre alt sind. Die Enzyme heute existierender Getreidesorten sind den ursprünglichen Grasarten sicher ähnlich, behaupte ich jetzt mal und sind ebenso alt und nicht 'erst' 10000 Jahre seit dem der Mensch mit systematischer Getreidenutzunng begann. Große Graslandandschaften sind vor allem in heissen Zonen mit unregelmässigem Niederschlag ('Regenzeiten') entstanden. In offenen Graslandschaften sind Brände nicht selten die die trockene abgestorbene Vegetation vernichten. Die trockenen Samen der Gräser fallen bei der Reife auf den Boden und werden natürlich nicht eingearbeitet. Wie anderweitig erwähnt können Oberflächentemperaturen am Boden sehr hoch sein.Die Samen am Boden überleben und es wächst neues Gras. Wild- wie Kulturgräser wandeln während der Keimung die gespeicherte Stärk in Zucker um, um das Zellwachstum voranzutreiben. In der Phase ist die Pflanze am empfindlichsten und so sollten die Enzyme auch bei hohen Temperaturen optimal arbeiten umd ein schnelles Wachstum zu ermöglichen.
So weit so plausibel. Muss aber nicht richtig sein.
Hohe Temperaturtoleranz der Enzyme war sicher ein Vorteil, nur sind im Keimling selbst natürlich keine 60 Grad und mehr. Bei der der Keimung entstehen zwar hohe Temperaturen, doch ist anzunehmen, dass die unter natürlichen Bedingungen an die Umgebung abgegeben werden.
Deshalb ist es durchaus möglich, dass das vom Brauer genutzte Aktivitätsoptimum der Amylasen ein Nebenprodukt der Evolution ist, den biologischen Nutzen für die Pflanze kann ich mir nicht erklären. Vielleicht findet sich ja noch ein Botaniker, der das richtig erklären kann.

Gruß,

Michael