Spezifität des GET-Pfad bei der Insertion von TA-Proteinen in Arabidopsis thaliana

• Antragsteller: Professor Dr. Christopher Grefen
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 373192667

Der Guided-Entry of Tail-anchored proteins (GET) Pfad wird als Paradebeispiel der Insertion von TA-Proteinen in die ER Membran angesehen. Die zytosolische ATPase ScGET3 überführt neu entstehende TA-Proteine zu den ER-ständigen Rezeptoren zwecks Membraninsertion. Während biochemische und strukturbiologische Analysen dieses scheinbar überzeugende Modell etabliert haben, mangelt es an physiologischen und genetischen Untersuchungen. In Hefe ist das Fehlen von GET entbehrlich und lediglich eine begrenzte Zahl von TA-Proteinen wurde bis jetzt auf Ihre GET-Abhängigkeit zur Membraninsertion getestet, was die Frage unbeantwortet lässt, welche(r) alternative(n) Weg(e) die post-translationale Insertion der meisten TA-Proteine verantworten könnte. ScGET3 wirkt auch als molekulares Chaperon in der Proteinqualitätsanalyse indem es an fehlerhaft gefaltete TA-Proteine bindet und diese entweder in einen insertionskompetenten Zustand zurückversetzt oder dem Abbau zuführt.Wir haben die Hauptbeteiligten eines möglichen GET-Pfads in Pflanzen identifiziert und charakterisiert. Dabei haben wir herausgefunden, dass Funktionsverlustallele von GET in Arabidopsis verkürzte Wurzelhaare zeigen, bei ansonsten normalem Wachstum. Während dieser Defekt zumindest in Teilen auf die reduzierte Menge eines wichtigen Plasmamembran SNAREs (SYP123) zurückgeführt werden kann, deutet das Fehlen eines stärkeren Phänotyps und die Identifizierung von TA-Proteinen, welche nicht an AtGET Orthologe binden, die Existenz eines alternativen Insertionsweges an. Darüber hinaus führt anomale Expression zytosolischen AtGET3a in der Atget1 Linie zu einer Reihe starker Phänotypen von Keimlingssterblichkeit zu reduziertem Wachstum und Fruchtbarkeit.Unser Ziel ist es, die Spezifität von AtGET3a bei der gezielten Überführung von TA-Proteinen zum ER zu verstehen, und welche alternative Funktionen es noch ausführt, falls es solche gibt. Wir streben auch an, die entscheidenden Kandidaten der TA-Proteininsertion in der ER Membrane zu bestimmen und Proteine zu identifizieren, die am alternativen Insertionsweg beteiligt sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen