Funktionelle Analyse des Stärke-bezogenen Glukose 1-Phosphat Stoffwechsels in höheren Pflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Joerg Fettke
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264514754

In den letzten Jahren sind große Fortschritte in der Aufklärung des Stärkestoffwechsels erreicht worden. So zeigt der Stärkestoffwechsel eine hohe Komplexität, die durch Beteiligung von mehr als 30 evolutionär konservierten Enzymen sowie eine Vielzahl von Kohlenstoffflüssen gekennzeichnet ist. Einer dieser neuen Kohlenstoffflüsse ist durch einen direkten Transport von Glukose 1-Phosphat über die Plasmamembran wie auch in den Plastiden (sowohl Chloroplasten als auch Amyloplasten) gegeben. Es konnte gezeigt werden, dass das in die Plastiden aufgenommene Glukose 1-Phosphat direkt in den Stärkestoffwechsel integriert werden kann. Bisher sind die Glukose 1-Phosphat-Transporter aber nicht identifiziert und charakterisiert. Weiterhin ist die Verknüpfung des beobachteten Glukose 1-Phosphat-Transportes mit dem Stärkestoffwechsel nur unzureichend analysiert.Der Antrag zielt in diesem Zusammenhang auf folgende Aspekte:a) Die Identifizierung der Glukose 1-Phosphat-Transporter aus Arabidopsis und Kartoffel. Dieses beinhaltet auch die genaue Analyse der Transporter sowie deren Spezifität. Dazu sollen die Transporter in Hefen bzw. Krallenfrosch Oozyten exprimiert und anschließend analysiert werden.b) Die Verknüpfung des Glukose 1-Phosphat-Transportes mit dem Stärkestoffwechsel soll analysiert werden. Dafür werden verschiedene Arabidopsis-Mutanten generiert, die zusätzlich zu einem veränderten Glukose 1-Phosphat-Transport auch durch einen veränderten Stärkestoffwechsel gekennzeichnet sind. Diese Mutanten werden anschließend in Hinblick auf den Stärkemetabolismus sowie veränderte Kohlenstoffflüsse untersucht.c) Die Verteilung von Glukose 1-Phosphat in verschiedenen Organen, Geweben und Kompartimenten soll analysiert werden. Dazu wird neben einem hoch sensitiven Assay für Glukose 1-Phosphat auch die nicht-wässrige Fraktionierung verwendet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Kooperationspartner: Professor Dr. Käre Lehmann Nielsen; Professor Mads Sønderkær