Biophysical bases and the physiological implications of the posttranslational regulation of the Arabidopsis thaliana K+ channel AKT2
Zusammenfassung der Projektergebnisse
AKT2 ist einzigartig unter den Kaliumkanälen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Dieser Kanal hat außergewöhnliche Schalteigenschaften, die durch ein komplexes Spektrum an post-translationalen Modifikationen reguliert werden. In ersten Einblicken konnten Ca2+ -abhängige Proteinkinasekomplexe identifiziert werden, die zum regulatorische Netzwerk gehören. Darüber hinaus wurde in einer systembiologischen Kombination aus Laborexperimenten mit Computersimulationen eine wichtige physiologische Rolle von Ionenkanälen des AKT2-Typs herausgearbeitet. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Regulation der Schalteigenschaften von AKT2 eine Kaliumbatterie an- und ausgeschaltet werden kann. Diese Kaliumbatterie trägt zur Energetisierung der Phloem-(Re)Beladung bei. Der Beitrag der Kaliumbatterie wird besonders deutlich, wenn der Energiestatus der Pflanze verringert ist. Der Kaliumkanal AKT2 trägt somit zur lokalen und temporären Aufrechterhaltung der Energiesicherheit unter ständig wechselnden Umweltbedingungen bei. Die Studien beweisen, dass auch in Pflanzen die Energiesicherheit durch einen ausgeklügelten Energiemix gewährleistet wird. Die bisher vorherrschende Meinung, Membran-Transportprozesse in Pflanzen würden ausschließlich unmittelbar durch die „proton motive force“ angetrieben, wird durch die Ergebnisse widerlegt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2011) Potassium (K+) gradients serve as a mobile energy source in plant vascular tissues. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108:864-869
Gajdanowicz P., Michard E., Sandmann M., Rocha M., Guedes-Corrêa L.G., Ramírez- Aguilar S.J., Gomez-Porras J.L., Gonzalez W., Thibaud J.-B., van Dongen J.T., Dreyer I.
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(2011) The K+ battery-regulating Arabidopsis K+ channel AKT2 is under the control of multiple post-translational steps. Plant Signal. Behav. 6:558-562
Sandmann M., Skłodowski K., Gajdanowicz P., Michard E., Rocha M., Gomez-Porras J.L., Gonzalez W., Guedes-Corrêa L.G., Ramírez-Aguilar S.J., Cuin T.A., van Dongen J.T., Thibaud J.-B., Dreyer I.
