Biochemische und physiologische Charakterisierung der PIN-FORMED Auxin efflux Carrier aus Arabidopsis thaliana

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Ulrich Hammes
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283873977

Das Phytohormon Auxin kontrolliert nahezu alle Aspekte des pflanzlichen Wachstums und der pflanzlichen Entwicklung. Viele der Effekte von Auxin können durch den polaren Transport der Substanz erklärt werden. Die PIN-FORMED (PIN) Familie von Auxinexportern ist in diesem Prozess ausschlaggebend. Die biochemischen Eigenschaften der PINs waren lange Zeit schlecht verstanden. Wir haben einen Auxineffluxassay aus Xenopus Oozyten etabliert, der es uns erlabt die Transporteigenschaften dieser Transporterfamilie zu untersuchen. Wir konnten zeigen, dass die Transportkinetiken unterschiedlicher PINs sich voneinander unterscheiden und die der sogenannten kanonischen PINs von der Kinase abhängen. Wir konnten auch zeigen, dass die Loopdomäne der kanonischen PINs nicht nur regulatorisch ist, sondern zu den Transporteigenschaften beiträgt. Außerdem konnten wir zeigen, dass die Komplementation der agravitropen pin2 Mutante nicht nur von der Lokalisation der PINs, sondern auch von deren Transporteigenschaften abhängt. Im vorliegenden Antrag möchten wir das Xenopusexpressionssystem nutzen um die Ins weiter zu charakterisieren und die Bemühungen auf die sogenannten nicht-kanonischen PINs, deren Loopdomäne signifikant verkürzt ist, auszudehnen. Wir werden ermitteln welche Loopdomänen einzigartige Eigenschaften von PINs bestimmen und welche Loopdomänen für die unterschiedlichen Antworten auf Kinasen ausschlaggebend sind. Des weiteren werden wir die Interaktion zwischen Loop und Kinasen durch „yeast two hybrid“ Experimente und unterschiedliche biochemische Ansätze untersuchen, um das Zusammenspiel zwischen Transporter und Kinase besser zu verstehen. Wir werden dann die Voraussagen, die aus den biochemischen Experimenten getroffen werden in planta durch die Komplementation entsprechender pin Mutanten untermauern. Schlussendlich werden wir die Interaktion von PINs und physiologisch relevanter Transporter-Kinase Pärchen in Pflanzen untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studien werden unser Verständnis über die Mechanismen der PIN-vermittelten Auxintransportes substanziell erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen