The role of glycosyltransferase genes in glycolipid metabolism of bacteria and plants

• Applicant: Dr. Georg Hölzl
• Subject Area: Plant Physiology
• Term: from 2006 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 23138485

Sphingolipide sowie glycosylierte Sphingolipide, die Kohlenhydrate in ihrer Kopfgruppe tragen, kommen in den Membranen vieler eukaryoter Organismen vor. Der erste Schritt zur Synthese glycosylierter Sphingolipide wird durch die Ceramid-Glucosyltransferase (GlcT) katalysiert. Gene, die für GlcT-Enzyme kodieren, wurden aus Mensch, Ratte, Baumwolle und aus Hefen isoliert. Außerdem gibt es in einigen Bakterien Gene mit Sequenzähnlichkeit zu GlcT (z.B. Agrobacterium, Mesorhizobium). Diese Bakterien enthalten jedoch keine Glucosylceramide und haben auch keine anderen Gene der Sphingolipid-Biosynthese. Daher ist die in vivo-Funktion dieser Gene in Bakterien unbekannt. Ein Ziel dieses Projekts ist es, die Funktion der GlcT-ähnlichen Gene in den beiden Bakterien aufzuklären. Die GlcT-Expression soll durch Insertionsmutagenese unterbrochen werden. Wachstum und Glycolipid-Gehalt sollen in den knockout-Linien unter verschiedenen Wachstumsbedingungen bestimmt werden. GlcT-defiziente Agrobacterium- und Mesorhizobium-Stämme sollen für die Pflanzentransformation und für Wurzel-Nodulierungsexperimente bei Lotus verwendet werden, um herauszufinden, ob das GlcT-Gen oder ein GlcT-abhängiges Lipid für die Pflanzen-Bakterien-Interaktionen funktionell notwendig ist. In einem zweiten Ansatz sollen die beiden GlcT-Gene und andere bakterielle Glycosyltransferasen im pflanzlichen Modellsystem Arabidopsis exprimiert werden. Dies soll zur Aufklärung der Funktion der anomeren bzw. epimeren (Glucose oder Galactose) Konfiguration der Zucker in den Glycolipiden der photosynthetischen Membranen beitragen.

• DFG Programme: Research Grants