Regulation der Jasmonat-Biosynthese durch posttranslationelle Modifikation der Oxophytodiensäurereduktase (OPR) 3

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Schaller
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 223067397

Die Induktion pflanzlicher Abwehrreaktionen gegen herbivore Insekten wird durch Jasmonate vermittelt, die innerhalb weniger Minuten nach Insektenbefall und Verwundung zu akkumulieren beginnen. Wie eine so schnelle Bildung dieser Phytohormone ermöglicht wird, ist eine wichtige noch offene Frage im Rahmen der Signaltransduktion für induzierte Resistenz. Die rasche Akkumulation von Jasmonaten kann nicht durch Genexpressionsänderungen erklärt werden, sondern erfordert post-translationelle Regulationsmechanismen. Unserer Arbeitshypothese zufolge wirken diese Regulationsmechanismen auf Ebene der 12-Oxophytodiensäurereduktase (OPR3), einem zentralen Enzym der Jasmonatbiosynthese. Wir schlagen vor, dass die Aktivität der OPR3 von ihrem Oligomerisierungszustand abhängig ist, der wiederum durch reversible Phosphorylierung reguliert wird. Dieses Forschungsvorhaben zielt darauf ab, diese Hypothese zu erhärten und zwar durch Analyse des oligomeren Zustands von OPR3 in planta, sowie seiner dynamischen Veränderungen in Reaktion auf Umwelt- und Entwicklungsstimuli. Die Phosphorylierungsstelle(n) von OPR3 sollen identifiziert und Veränderungen in Reaktion auf Verwundung quantifiziert werden. Weiterhin soll(en) die für die OPR3 Phosphorylierung verantwortliche(n) Kinase(n) identifiziert und ihre Rolle in der Signalübertragung bestimmt werden. Diese Forschung wird zu einem substanziell besseren Verständnis der Jasmonatbiosynthese, der Signalübertragung, der Struktur-Funktionsbeziehungen in OPR3, und der Bedeutung reversibler Proteinphosphorylierung in Pflanzen, insbesondere im Zusammenhang mit Abwehrreaktionen, beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professorin Dr. Bettina Hause