Die Funktion des UBX-Domäne enthaltenen "scaffold" Protein FAF1/PUX10 beim Abbau von Ölkörpern in Samen und Pollenschläuchen

• Antragsteller: Professor Dr. Till Ischebeck
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290136108

Ölkörper sind wichtige Speicherorgane in Pflanzen, besonders in Pollen und Samen. Die Hauptproteine dieses Organells sind Oleosine. Oleosine verhindern die Fusion von Ölkörpern und haben einen großen Einfluss auf ihre Größe. Während der Samenkeimung werden Oleosine ubiquitiniert und abgebaut. Da dieser Abbau schneller als der des Öles ist, vergrößert sich der Durchmesser der Ölkörper durch Fusion. Wir haben ein scaffold-Protein, NtFAF1/NtPUX10, an den Ölkörpern von Tabakpollenschläuchen identifiziert. Auch das Arabidopsis-Homolog AtPUX10 lokalisierte an Ölkörpern, wenn es transient in Tabakpollenschläuchen exprimiert wurde. Von Homologen aus Hefe und Säugetieren weiß man, dass diese Proteine ubiquitinierte Proteine binden und ATPasen des AAA-Typs rekrutieren (CDC48p in Hefe), welche Proteine entfalten und aus Membranen entfernen kann. Wir konnten ebenfalls zeigen, dass die pflanzlichen PUX10 Proteine AtCDC48a von Arabidopsis an die Ölkörper rekrutieren kann, und vermuten, dass dieser Komplex beim Entfernen von ubiquitiniertem Oleosin aus dem Ölkörper eine Rolle spielt. In zwei unabhängigen pux10 Mutanten aus Arabidopsis konnten wir zeigen, dass dort während der Samenkeimung die Ölkörper wachsen, möglicherweise, weil ubiquitiniertes Oleosin nicht entfernt wird, wodurch die Ölkörper nicht fusionieren können. Um unser Modell weiter zu stärken würden wir gerne zeigen, dass 1. AtPUX10 auch an Ölkörpern in Samen lokalisiert, indem wir es unter dem eigenen Promotor in Arabidopsis exprimieren. 2. AtPUX10 direkt mit AtCDC48 interagiert, indem wir BiFC-Versuche durchführen 3. AtPUX10 mit Ubiquitin interagiert, indem wir Y2H-Versuche durchführen 4. der pux10-1 Mutantenphänotyp nur mit dem Volllängenkonstrukt, nicht aber mit verkürzten Versionen komplementiert werden kann. 5. der Abbau von Oleosin in der pux 10-1 Mutante verlangsamt ist, indem wir die Menge dieses Proteins mittels Western blot oder LC-MS/MS quantifizieren. 6. der Abbau von Triacylglycerol in der pux10-1 Mutante beeinflusst ist, indem wir die Menge mittels GC-FID quantifizieren. 7. AtPUX10 wichtig für das Pollenschlauchwachstum ist, indem wir die Transmission des Mutantenallels bestimmen und das Pollenschlauchwachstum in vivo quantifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen