Isolierung und Charakterisierung von Cystein-abbauenden und H2S-freisetzenden Enzymen aus Höheren Pflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Ahlert Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5466744

Da Cystein in der Zelle in höheren Konzentrationen toxisch wirkt, ist eine enge Regulation der Größe des Cysteinpools für die Pflanze essentiell. Neben einer Regulation über die Synthese kann der Cysteingehalt auch über Cystein-abbauende Enzyme kontrolliert werden. Vor allem für pflanzliche Systeme liegen hier leider nur wenige Daten vor. In unserem Projekt sollen mit molekularbiologischen Methoden (Isolierung von cDNAs, heterologe Expression von Proteinen, Erzeugung von transgenen Pflanzen sowie deren Charakterisierung) und biochemischen Methoden (detaillierte Enzymologie in vitro und in vivo, Messung von Zwischen- und Endprodukten) Enzyme isoliert und charakterisiert werden, die Cystein oder Cysteinabkömmlinge spalten. Wahrscheinlich wird dabei vor allem H2S freigesetzt, es könnten aber auch andere flüchtige schwefelhaltige Verbindungen entstehen. Für die Experimente dient zunächst die Modellpflanze Arabidopsis thaliana als Forschungsobjekt. Sind grundlegende Erkenntnisse gewonnen, soll auch die Nutzpflanze Brassica napus einbezogen werden. Hier soll vor allem die potentielle fungizide Wirkung von H2S und anderen flüchtigen schwefelhaltigen Verbindungen untersucht werden. Wir erwarten gänzlich neue Erkenntnisse über Zwischenprodukte und Funktionen von CysteinDerivaten und Cysteinabbauprodukten im Stoffwechsel der Pflanze sowie in ihrer Interaktion mit der Umwelt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 383: Der Metabolismus des Schwefels in Pflanzen: Knotenpunkt von Grundstoffwechselwegen und molekularen Stressresistenzen
• Beteiligte Person: Professorin Dr. Jutta Papenbrock