Regulation of the Activity and Location of Starch-Related Dikinases

• Antragsteller: Professor Dr. Joerg Fettke
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 184352434

Die reversible Phosphorylierung der Stärke wird durch zwei plastidäre Dikinasen (Glukan, Wasser Dikinase [GWD] und Phosphoglukan, Wasser Dikinase [PWD]) sowie mindestens zwei Phosphatasen [SEX4 und LSF2] vermittelt. Die reversible Glukan-Modifizierung ist ein für den Stärke-Metabolismus und Pflanzenwachstum essentieller Prozess. In dem hier vorgelegten Forschungsvorhaben werden mit in vitro und in situ-Verfahren folgende Aspekte untersucht: a) Der enzyminterne Phosphotransfer von GWD soll weiter analysiert werden. Es soll u.a. die Aminosäure identifiziert werden, die im Zuge des Transfers des gamma-Phosphat transient phosphoryliert wird. Dazu werden verschieden verkürzte bzw. mutierte GWD Varianten eingesetzt, um anschließend mittels Massenspektrometrie diese Aminosäure zu identifizieren. Weiterhin sollen diese GWD Varianten zur Analyse der Regulation der einzelnen Phosphorylierungsschritte genutzt werden. Vergleichend soll der Phosphotransfer von PWD untersucht werden. In diesem Zusammenhang können die vorhanden analytischen Verfahren für GWD genutzt werden. b) Die genauen Glukan-Substrateigenschaften der Dikinasen sollen analysiert werden. Dazu werden verschiedene, schon generierte, Stärke- bzw. Neoamylosefraktionen genutzt. So soll auch die Verteilung der Dikinasen in vivo und in vitro an Stärkeoberflächen analysiert werden. Weiterhin soll, mittels etablierten in vitro Verfahren, das genaue Phosphorylierungsmuster innerhalb einer Glukankette ermittelt werden. c) Es gibt zunehmend Hinweise, dass GWD auch eine Rolle im Zuge der Stärkesynthese spielt. Mit Hilfe von induzierbaren GWD Linien und auch durch Anzucht von Pflanzen mit veränderter GWD-Expression in verschiedenen Licht-Dunkel-Rhythmen, soll der Einfluss von GWD auf die Stärkesynthese und damit auch auf die Stärkemorphologie analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen