GSH-Synthese im Verlauf von Stressantworten: Molekulare Zellbiologie der Regulation und Kompartimentierung

GSH spielt eine zentrale Rolle für die Regulation des zellulären Redox-Milieus, für Speicherung und Transport von reduziertem Schwefel, sowie bei der Abwehr verschiedener Stressfaktoren. Für die Nutzpflanze Brassica juncea wurden cDNAs für Gene der S-Assimilation und der GSH-Biosynthese kloniert. Als Resultat der Cd-induzierten Phytochelatin(PC)-Synthese wurde eine koordinierte Induktion der mRNAs von ATP Sulfurylase (APS), APS Reduktase (APSR) und -Glutamylcysteine Synthetase (ECS) in Blatt und Wurzel beobachtet, während in der Wurzel ein Low Affinity Sulfate Transporter (LAST) reprimiert wurde. Für LAST, APS, APSR, ECS, Glutathion Synthetase (GS) und PC Synthase (PCS), bzw. deren Isoformen, sollen die dynamischen Änderungen der zell- bzw. gewebespezifischen Expression in Abhängigkeit von Entwicklung und Stressfaktoren (Verwundung/Jasmonsäure, Cd) untersucht werden. Für die Isoformen von ECS und GSHS im Cytosol, den Plastiden und ggf. anderen Organellen (Peroxisomen) sollen die Mechanismen der Entstehung und der Zielsteuerung aufgeklärt werden. Mögliche Protein-Protein-Wechselwirkungen (substrate channeling) sollen über Immuno-Copräzipitation, bzw. über das Hefe two hybrid-System erfasst werden. Die physiologische Relevanz der Ergebnisse soll in transgenen B. junceaPflanzen überprüft werden.

DFG-Verfahren Forschungsgruppen

Teilprojekt zu FOR 383:  Der Metabolismus des Schwefels in Pflanzen: Knotenpunkt von Grundstoffwechselwegen und molekularen Stressresistenzen

Internationaler Bezug Großbritannien

Beteiligte Personen Professor Dr. Jonathan Gershenzon; Professor Dr. Rüdiger Hell; Privatdozent Dr. Holger Hesse; Professor Dr. Robert Hänsch; Professor Dr. Ralf R. Mendel; Professorin Dr. Jutta Papenbrock; Professor Dr. Heinz Rennenberg; Professor Dr. Ahlert Schmidt; Professor Dr. Ewald Schnug