Isolierung und Charakterisierung von Genen für Metabolit-Permeasen des Glyoxylatzyklus in der peroxisomalen Membran

• Applicant: Professor Dr. Klaus-Peter Stahmann
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5305868

In allen eukaryotischen Zellen mit Peroxisomen müssen Metabolite über die peroxisomale Membran transportiert werden. Bisher ist nur eine der dafür nötigen Permeasen bekannt. Das beantragte Projekt stellt einen Ansatz zur Isolierung zweier Gene von im Glyoxylatzyklus integrierten Permeasen dar. Die Enzyme des Glyoxylatzyklus sind in Eukaryonten in verschiedenen Zellkompartimenten lokalisiert. In der Regel befinden sich die Enzyme, die der Glyoxylat- mit dem Citratzyklus teilt, in den Mitochondrien, während die für den Glyoxylatweg spezifischen Enzyme in Peroxisomen lokalisiert sind. In allen bisher untersuchten Pilzen befindet sich die Malat-Synthase in Peroxisomen. Die Isocitrat-Lyase wurde bei "Aspergillus nidulans", "Neurospora crassa", "Candida tropicalis" und "Ashbya gossypii" ebenfalls in den Peroxisomen, in "Saccharomyces cerevisiae" jedoch im Zytoplasma lokalisiert. Diese Besonderheit von "S. cerevisiae" macht den Transport anderer Metabolite über die peroxisomale Membran nötig als bei den übrigen Pilzen. Um Gene für peroxisomale Permeasen zu isolieren, soll bei "A. gossypii" und "S. cerevisiae" durch Deletion bzw. Insertion der PTS1 (peroxisomal targeting sequence) an den Isocitrat-Lyase-Genen sowie durch gegenseitigen Austausch der kompletten Strukturgene, die subzelluläre Lokalisation umgekehrt werden. Mit diesen Mutanten, die aufgrund der geänderten Lokalisation der Isocitrat-Lyase wahrscheinlich eine Wachstumshemmung zeigen, soll dann versucht werden, durch heterologe Komplementation Gene für die jetzt nötige peroxisomale Permease, d.h. für Glyoxylat bzw. für Succinat, zu isolieren.

• DFG Programme: Research Grants