Struktur und Funktion der Sinapinesterase
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes stand die Sinapinesterase, die die Hydrolyse der Brassicaceen-spezifischen Samenkomponente Sinapin (Sinapoylcholin) zu Sinapinsäure und Cholin katalysiert. Dadurch vermittelt dieses Enzym den Übergang des Sinapat-Metabolismus vom Samen zur Keimpflanze und somit die Bildung des Sinapoylmalats in den Keimpflanzen aus der Samenkomponente Sinapin. Die gereinigte Sinapinesterase-Fraktion BnSCE3 konnte als GDSL-Lipase-ähnliches Protein mit einer, für diese Proteinfamilie typischen, breiten Substratspezifität klassifiziert werden. Durch die Modifikation der BnSCE3-Expression und deren Verschiebung in die sich entwickelnden Samen, konnte eine dramatische Reduktion der antinutritiven Samenhauptkomponente Sinapin um 98% erzielt werden. Weitere Metabolitenanalysen zeigten, dass sich die transgenen Samen durch einen stark veränderten phenolischen Sekundärstoffwechsel auszeichnen. Allein 50% des Sekundärstoffwechselprofils weist signifikante Veränderungen auf, die aber während der Keimlingsentwicklung auf unter 10% zurückgehen. Darüber hinaus konnten erhebliche Unterschiede im Primärstoffwechselprofil der Pflanzen beobachtet werden. Bei der Lipidzusammensetzung konnten bis auf erhöhte Gehalte der Phospholipide keine signifikanten Unterschiede zwischen den transgenen und Wildtypsamen nachgewiesen werden. Die Samen zeigen keine Unterschiede im Keimungsverhalten und die Pflanzen wachsen und reproduzieren sich normal.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008) Role of a GDSL lipase-like protein as sinapine esterase in Brassicaceae. Plant Journal 53, 802-813
Clauß K, Baumert A, Nimtz M, Milkowski C, Strack D
