KCO-Kanäle in Arabidopsis thaliana

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Katrin Czempinski
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5317688

Kalium (K+)-Kanäle spielen in zahlreichen physiologischen Abläufen in Höheren Pflanzen eine wichtige Rolle, wie z.B. bei der Osmoregulation, bei Turgor-gesteuerten Bewegungen, sowie der Ionenaufnahme über die Wurzeln. Durch die Arbeiten der Antragstellerin wurde kürzlich eine neue Familie von pflanzlichen K+-Kanälen identifiziert, deren Prototyp der Kanal AtKCO1 aus Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) ist. AtKCO1 ist der erste pflanzliche Vertreter von K+-Kanälen mit zwei K+-selektiven P-Domänen und vier Transmembranspannen. AtKCO1 erwies sich nach heterologer Expression in Insektenzellen als Calcium-aktivierter auswärts gleichrichtender K+-Kanal. An der Calcium-Regulation sind vermutlich zwei am C-Terminus lokalisierte Calciumbindende Sequenzmotive (sog. EF-Hände) beteiligt. Biochemische Arbeiten zeigten, dass der Kanal in der Vakuolenmembran lokalisiert ist. In der Zwischenzeit konnten weitere K+-Kanäle dieser Familie (AtKCO2-5) identifiziert werden. Der Kanal AtKCO3 stellt eine weitere Besonderheit dar: er ist der bisher kleinste K+-Kanal in Pflanzen, der mit lediglich zwei Transmembranspannen und einer P-Domäne eine abgewandelte KCO-Struktur besitzt. Im Rahmen des SPP 'Membrantransport' soll die physiologische Funktion von Mitgliedern dieser Familie mittels molekularer, biochemischer und (elektro-)physiologischer Verfahren im Detail analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1108: Dynamik und Regulation des pflanzlichen Membrantransports bei der Ausprägung zell- und organspezifischer Eigenschaften