Erforschung der Funktionen von Lysin-Deacetylasen der RPD3/HDA1-Familie in Arabidopsis thaliana

• Antragstellerin: Professorin Dr. Iris Finkemeier
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398145771

Durch reversible Acetylierung der ε-Aminogruppe des Lysins steht sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten eine wichtige posttranslationale Modifikation von Proteinen zur Verfügung. Erst kürzlich wurde gezeigt, dass diese Form der Acetylierung neben ihrer bisher bekannten Funktion in der Chromatin- und Transkriptionsregulation auch weitere Funktionen im Metabolismus besitzt und ubiquitär vorkommt. Die Identifizierung der Acetylierungstellen an diversen Stoffwechselenzymen war ein erster Schritt zur Aufdeckung ihrer physiologischen Bedeutung. Die Lysin-Acetylierung wird durch die antagonistische Wirkung von Lysin Acetyltransferasen und Lysin Deacetylasen katalysiert. Lysin Deacetylasen (KDACs) haben zentrale Funktionen bei der Regulierung der Stressabwehr und Entwicklung in Pflanzen. Ihre Funktionen wurden allerdings bisher nur im Kontext von Histonen untersucht und somit ist die Vielseitigkeit der KDAC Funktionen sowie ihre molekularen Aktivitäten noch weitgehend unerforscht. Dieses Projekt zielt auf eine umfassende Untersuchung der molekularen Funktionen der RPD3 / HDA1-Familie KDACs aus Arabidopsis thaliana, um neue Funktionen und Zielproteine mit Relevanz für die Stressphysiologie und Entwicklung von Pflanzen aufzudecken. Es kommen vielfältige biochemische Werkzeuge für die Untersuchung der KDAC-Funktionen in Pflanzen zum Einsatz. Diese Werkzeuge schließen Aktivitäts-basierte Sonden für Pull-Down Analysen aus Geweben von aktiven KDACs analysiert mittels quantitativer Massenspektrometrie mit ein, ebenso breit angelegte Acetylomanalysen von KDAC-Mutanten, als auch die Verwendung neuer Peptid-basierter Acyl-Lysin-Substrate zur Bestimmung ihrer enzymatischen Eigenschaften. Ziel des Projektes ist es neuartige KDAC-Funktionen aufzudecken, die für die Integration von Stressreaktionen und Entwicklung von Pflanzen entscheidend sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen