Functionelle Charakterisierung zweier Familien von Oleosombindenden Proteinen

• Antragsteller: Professor Dr. Till Ischebeck
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463059383

Oleosomen sind subzelluläre Strukturen, die aus Proteinen bestehen, eingebettet in eine Phospholipideinzelschicht, welche einen hydrophoben Kern aus Triacylglycerin (TAG) umschließt. In Pflanzen kommen sie nicht nur in Samen und Pollen vor, sondern auch in vegetativen Geweben, wo sie unter Stress akkumulieren. Studien der letzten Jahre haben zudem wichtige Funktionen von Oleosomen bei biotischem und abiotischem Stressantworten gezeigt.Bis vor einigen Jahren waren nur wenige Proteine bekannt, die mit Oleosomen assoziiert sind. Wir konnten die Anzahl jedoch um mehrere Proteine erweitern. Nun wollen wir die subzelluläre und physiologische Funktion dieser Proteine ermitteln unter anderem die zweier Proteinfamilien aus Arabidopsis:SEED LIPID DROPLET PROTEIN 1 und 2 (SLDP1/2) und ihr Bindungspartner LIPID DROPLET PLASMA MEMBRANE ANCHOR (LIPA) sind Proteine von ehemals unbekannter Funktion die einen Komplex bilden, welcher für die Assoziation von Oleosomen mit der Plasmamembran (PM) benötigt wird. Wir wollen diesen Komplex nun genauer untersuchen um zu zeigen, dass SLDP1 und 2 sowie LIPA an Subdomänen von Oleosomen bzw. der Plasmamembran lokalisieren und dies in Abhängigkeit voneinander. Zudem wollen wir die physiologische Bedeutung dieses Komplexes bei abiotischem Stress und für die Lipidhomeostase untersuchen. Außerdem wollen wir weitere Proteine finden, die an diesem Komplex beteiligt sind. Ein potentieller Interaktionspartner von SLDP1 wurde mittels eines Yeast-2-hybrid screens gefunden. Dieses Protein, SYNAPTOTAGMIN1, ist mit der PM assoziiert und könnte als lipid transfer protein fungieren. Zudem ist es für die Frosttoleranz wichtig. Wir wollen herausfinden, dass dieses Protein mit diesem Komplex assoziiert ist und wie es funktionell zu diesem beiträgt.Des Weiteren wollen wir die Oleosombindenden LIPID DROPLET METHYL TRANSFERASEs 1/2 (LIME1/2) und ihre Funktion im Metabolismus und in der Stressphysiologie untersuchen. Diese Proteine sind als N-methyltransferasen annotiert, die im Sekundärmetabolismus eine Rolle spielen, wurden aber bisher noch nicht eingehender untersucht. Wir haben diese Proteine nicht nur in Keimlingen sondern auch trockengestressten Blättern detektiert. Nun wollen wir das Substrat und das Produkt dieser potentiellen Enzyme untersuchen und den Stoffwechselweg ergründen an dem sie beteiligt sind. Zudem wollen wir herausfinden ob sie eine Rolle bei biotischem oder abiotischen Stress spielen. Auf diese Weise wollen wir die Funktion von Oleosomen in vegetativen Geweben weiter ergründen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen