KCO-Kanäle in Arabidopsis thaliana
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Kalium (K+)-Kanäle spielen in zahlreichen physiologischen Abläufen in höheren Pflanzen eine wichtige Rolle. Das Projekt beschäftigte sich mit der Charakterisierung einer Familie von pflanzlichen K+-Kanälen (TPK/KCO-Familie). In vorherigen Projekten waren die Analyse der Expression in pflanzlichen Geweben, die subzelluläre Lokalisation sowie die Herstellung bzw. Identifikation von transgenen Pflanzen mit veränderter Expression der AtTPK/KCO Proteine Schwerpunkt. Fünf der Kanalproteine konnten als Proteine der Vakuolenmembran, eins (AtTPK4) als Protein der Plasmamembran und interner Membranen identifiziert werden. Für weitergehende physiologische/funktionelle Studien standen zu Beginn der letzten Förderphase transgene Pflanzen mit veränderter AtTPK/KCO Expression zur Verfügung. Der Arbeitsschwerpunkt im Berichtszeitraum beinhaltete neben der Phänotypanalyse der transgenen Pflanzen die Identifizierung möglicher Protein-Interaktionspartner (Kanalprolein-Untereinheiten sowie regulator ische Proteine wie z.B. 14-3-3). Von der Analyse der Protein-Interaktionen waren grundlegende Hinweise hinsichtlich der Regulationsmechanismen und der funktionellen Analyse der AtTPK/KCO Proteine zu erwarten. Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten AtTPK/KCO Proteine bevorzugt als Homomere vorkommen. Als regulatorische Protein-Interaktionspartner konnten verschiedene Isoformen der 14-3-3 Proteine identifiziert werden sowie die Interaktionsstelle für diese Proteine näher untersucht werden. Zudem wurden als spezifische Interaktoren für AtTPKS Untereinheiten von Phosphatasekomplexen identifiziert. Die Phosphorylierung und Dephosphorylierung von Proteinen wird oft als molekularer „Ein/Aus"-Schalter bei der Regulation zellulärer Prozesse verstanden und spielt bei fast allen Signalwegen innerhalb eines Organismus eine wichtige Rolle. Die weitere Charakterisierung dieser Interaktion und die Identifikation des gesamten PP2A Holoenzyms werden Bestandteil eines weiteren Projekts sein. Von der Analyse der Protein-Interaktionen sind grundlegende Hinweise hinsichtlich der Regulationsmechanismen und der funktionellen Analyse der vakuolären AtTPK/KCO Proteine zu erwarten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2005) TPKI is a Vacuolar Ion Channel Different from the Slow-Vacuolar Cation Channel. Plant Physiol. 139: 417-424
Bihler, H., Eing, C., Hebeisen, S., Roller, A., Czempinski, K., Bertl, A.
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(2006) Members of the Arabidopsis AtTPK/KCO family form homomeric vacuolar channels in planta. The Plant Journal 48(2): 296-306
Voelker, C., Schmidt, D., Mueller-Roeber, B., Czempinski, K.
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(2007) The two-pore channel TPK1 gene encodes the vacuolar K+ conductance and plays a role in K+ homeostasis. PNAS 19: 10726-10731
Gobert, A., Isayenkov, S., Voelker, C., Czempinski, K., Maathuis, F.
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(2008) Molekulare Charakterisierung und Protein-Interaktionsstudien vakuolärer Kaliumkanäle in Arabidopsis thaliana. Dissertation
Voelker, C.
