DNS- und BCA-Assay im Vergleich: Einfluss struktureller Merkmale auf die quantitative Kohlenhydratanalyse

Abstract

Photometrische Assays stellen eine schnelle und weit verbreitete Methode dar, um den Gehalt an reduzierenden Zuckern, wie Mono- und Oligosacchariden, in verschiedenen Matrices zu analysieren. Einer der am häufigsten verwendeten Assays ist der Dinitrosalicylsäure-Assay (DNS-Assay). Es ist jedoch bekannt, dass dieser bei der Analyse von Oligo- und Polysacchariden zu einer deutlichen Überbestimmung des Gehalts an reduzierenden Zuckern führen kann [1]. Dies erschwert insbesondere die Interpretation der Ergebnisse komplexer Kohlenhydratgemische, wie sie in der pflanzlichen Zellwand Vorkommen. Zellwandpolysaccharide setzen sich aus einer Vielzahl unterschiedlicher Monosaccharid-Einheiten zusammen, die über verschiedene glykosidische Bindungspositionen verknüpft sind.

Eine mögliche Alternative zum DNS-Assay ist der Bicinchoninsäure-Assay (BCA-Assay). Obwohl dieser überwiegend zur Bestimmung von Proteinen eingesetzt wird, reagiert das zweiwertige Kuper ebenfalls mit reduzierenden Zuckern und bietet dadurch die Möglichkeit, auch Kohlenhydratproben zu analysieren [1]. Im Rahmen dieser Arbeit wurden der DNS-Assay und der BCA-Assay hinsichtlich ihrer Anwendung zur quantitativen Analyse von Mono- und Oligosacchariden als Bestandteile pflanzlicher Zellwand- und Speicherpolysaccharide untersucht und verglichen. Dabei wurde der Einfluss verschiedener Monosaccharid-Einheiten, ihrer Bindungspositionen sowie des Polymerisationsgrads (DP) auf die Wiederfindung betrachtet. Im Vergleich beider Methoden wurde deutlich, dass die Wiederfindung einzelner Monosaccharide im BCA-Assay variierte, während die Wiederfindung im DNS-Assay weitgehend konstant blieb. Die Bindungsposition beeinflusste die Wiederfindungen in beiden Assays. Während der DNS-Assay generell zu einer deutlichen Überbestimmung neigte, wurden im BCA-Assay sowohl Über- als auch Unterbestimmungen beobachtet, jedoch in geringerem Ausmaß. Die deutlichsten Unterschiede zwischen den beiden Methoden traten bei der Analyse verschiedener DPs auf. Beim DNS-Assay war mit zunehmendem DP von Maltooligosacchariden eine Zunahme des Ausmaßes der Überbestimmung zu erkennen, während dies bei Arabinooligosacchariden nicht zu beobachten war. Im Gegensatz dazu lagen die Wiederfindungen beim BCA-Assay deutlich näher am zu erwartenden Wert. Insgesamt lassen die Ergebnisse darauf schließen, dass der BCA-Assay insbesondere bei komplexen Kohlenhydratgemischen mit variierenden Polymerisationsgraden besser zur Quantifizierung reduzierender Zucker geeignet ist.