Die Evolution der Diversität von Mono- und Sesquiterpenen in Zea mays

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Degenhardt
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5404812

Terpene eignen sich aufgrund ihrer strukturellen Vielfalt und ihres einheitlichen Biosyntheseweges zur Untersuchung der Evolution chemischer Diversität. Mais (Zea mays) bildet ein komplexes Gemisch von flüchtigen Terpenen bei der Verteidigung gegen Herbivoren, das natürliche Feinde der Herbivoren anlockt. Für die hohe strukturelle Vielfalt der Terpene ist die Enzymklasse der Terpensynthasen verantwortlich, die aus dem Substrat Prenyldiphosphat zahlreiche Kohlenstoff-Grundgerüste formen kann. Durch eine Struktur-Funktionsanalyse der Terpensynthasen von Mais sollen die für die Produktspezifität verantwortlichen Proteinstrukturen identifiziert werden. Die Entwicklung der Diversität von Enzymen und Terpenprodukten soll in Mais und verwandten Arten der Poatidae analysiert werden, um die Phylogenese der Genfamilie der Terpensynthasen zu verstehen. Ebenso wie die Evolution der Enzymstrukturen ist auch die Evolution der Promotoren entscheidend für eine funktionell optimierte Genexpression bei der Verteidigung der Pflanze. Durch die Bestimmung von regulativen Promoterelementen und interagierenden trans-Faktoren sollen die während der Evolution rekrutierten Komponenten für die Expression der Terpensynthasen identifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1152: Evolution metabolischer Diversität
• Beteiligte Person: Professor Dr. Jonathan Gershenzon