Bildung von Ellagsäure-Vorläufern in Fragaria

• Antragsteller: Professor Dr. Wilfried Schwab
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224621359

Die Erdbeere (Fragaria x ananassa) enthält große Mengen bioaktiver Polyphenole, vor allem Ellagsäure/Ellagitannine. Kürzlich deuteten gesicherte Studien stark darauf hin, dass Ellagsäure und Ellagitannine wirksam gegen verschiedene menschliche Krankheiten wie kardiovaskulären Krankheiten, neurogenerativen Krankheiten und hormonellen Krebsarten wie Prostata und Brustkrebs schützen können. Ellagitannine zeigen zudem eine starke antimikrobielle Wirkung gegenüber Bakterien, Hefen und Viren und dienen damit der natürlichen Abwehr gegen eine Reihe von mikrobiellen Infektionen. Obwohl die biologische Bedeutung dieser Verbindungen mehrfach bestätigt wurde ist der genetische Hintergrund ihres Biosynthesewegs fast unbekannt. Wir planen deshalb Gene, die putative Gallat:UDP-glucose Glucosyltransferasen (GT) und Gallat Acyltransferasen (AT) kodieren, welche vermutlich an der Bildung von Ellagitannin-Vorläufern beteiligt sind zu klonieren und heterolog zu exprimieren. Kandidatengene sollen mit Hilfe der Sequenzinformationen von biochemisch charakterisierten (Hydroxy)benzoat GTs und Acyl-Glucose abhängigen ATs in Kombination mit Expressionsanalysen, die mittels Next-Generation-Sequencing (NGS) und quantitativer PCR erhalten wurden identifiziert werden. Alternativ wollen wir Enzyme des Ellagitannin-Weges mittels aktivitätsgeleiteter Assays aus F. x ananassa isolieren und reinigen. Die Proteine werden sequenziert und die entsprechenden offenen Leseraster aus der kürzlich publizierten Genomsequenz von F. vesca entnommen. Es wird angenommen, dass beide Fragaria-Arten einem gemeinsamen Vorfahr entstammen. Rekombinante Proteine werden in Escherichia coli oder Saccharomyces cerevisiae exprimiert und funktional charakterisiert. Die Daten können für die Entwicklung von molekularen Markern für hohe Ellagsäure/Ellagitannin-Gehalte genutzt werden wodurch die Züchtungsdauer von Sorten mit zusätzlichem gesundheitlichem Nutzen verkürzt wird. Weiterhin können die Ergebnisse für die biotechnologische Produktion von Ellagsäure-Derivaten angewendet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Klaus F.X. Mayer