Funktionelle Analyse des Stärke-bezogenen Glukose 1-Phosphat Stoffwechsels in höheren Pflanzen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Projektes war es, potentielle Glukose 1-Phosphat Transporter in Pflanzen zu identifizieren und zu charakterisieren. Es konnten erfolgreich zwei Transporter in der Plasmamembran von Arabidopsis thaliana identifiziert werden. Für beide konnte die Lokation in der Plasmamembran bestätigt werden. Beide Transporter wurden in Hefezellen exprimiert und zeigen eine hohe Spezifität für den Transport von Glukose 1-Phosphat. Weiterhin gelang erstmals der Nachweis von G1P im Apoplasten. Zusätzlich wurde der weitere Metabolismus des G1P in Pflanzen analysiert. Es konnte unter anderem eine wichtige Rolle der plastidären Phosphorylase für den Stärkestoffwechsel gezeigt werden. Die plastidäre Phosphorylase ist in Kartoffelknollen demnach an der Synthese der Speicherstärke unter niedrigen Temperaturen beteiligt. In transgenen Kartoffelpflanzen, die durch eine verminderte Expression der Glukose 6-Phosphat Transporter gekennzeichnet sind, konnte als weiteres Ergebnis aufgezeigt werden, dass hier ein vermehrter Transport von Glukose 1-Phosphat stattfindet. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die plastidäre Phosphorylase im transitorischen Stärkestoffwechsel von Arabidopsis thaliana an der Initiation der Stärkegranula beteiligt ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2015). Intracellular and cell-to-apoplast compartmentation of carbohydrate metabolism. Trends in Plant Science 20: 490- 497
Fettke, J. and Fernie A. R.
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The role of plastidial phosphorylase in starch metabolism and chloroplast homeostasis in Arabidopsis thaliana. 30.08.-03.09. 2015 Botaniker Tagung 2015, Munich, Germany
Malinova, I., Mahlow, S., Baumann, O., Fettke, J.
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(2016). Reduction of the plastidial phosphorylase in potato (Solanum tuberosum L.) reveals impact on storage starch structure during growth at low temperature. Plant Physiol. Biochem. 100: 141-149
Orawetz, T., Malinova, I., Orzechowski, S., and Fettke, J.
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(2017). Reduced starch granule number per chloroplast in the dpe2/phs1 mutant is dependent on initiation of starch degradation. Plos One 12(11): e0187985
Malinova, I. and Fettke, J.
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(2017). Starch synthase 4 and plastidial phosphorylase differentially affect starch granule number and morphology. Plant Physiol. 174: 1-13
Malinova, I., Alseekh, S., Feil, R., Fernie, AR., Baumann, O., Schöttler, MA., Lunn, J., and Fettke, J.
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(2018). Parameters of starch granule genesis in chloroplasts of Arabidopsis thaliana. Front. Plant Sci.9:761
Malinova, I., Qasim, H.M., Brust, H., and Fettke, J.
