Biosynthese und Funktion von Vitamin K in Arabidopsis
Final Report Abstract
Phyllochinon (Vitamin K) ist für die menschliche Ernährung essentiell, weil es als Kofaktor in der Carboxylierung von Glutamat in Proteinen der Blutgerinnungskaskade wirkt. Phyllochinon wird in Pflanzen produziert, wo es als Elektronenträger im Photosystem I dient. Das Ziel dieses Projekts war die Charakterisierung von Schlüsselenzymen der Phyllochinon-Synthese in Arabidopsis. Phyllochinon- und Salicylat-Messungen zeigten, dass der erste Schritt, Isochorismat Synthase (ICSI, iCS2) wichtig für die Synthese von Phyllochinon und Salicylat ist. Eine Doppelmutante (ics1 ics2), ist Phyllochinon-frei, aber enthält Restmengen an Salicylat. Daher enthält Arabidopsis einen zweiten, ICS-unabhängigen Weg für die Salicylat-Synthese. In einem zweiten Teil des Projekts wurde eine Arabidopsis Mutante mit einem Block im letzten Schritt der Phyllochinon-Synthese, AtmenG, charakterisiert. In der AtmenG Mutante akkumuliert Demethylphyllochinon an Stelle von Phyllochinon. Demethylphyllochinon ersetzt Phyllochinon im Photosystem 1, aber die Photosynthese-Effizienz der AtmenG Pflanze ist vermindert. Diese Ergebnisse zeigen die Relevanz von ICSI und iCS2 für die Phyllochinon- und die Salicylat- Synthese in Pflanzen, und die Wichtigkeit der strukturellen Intaktheit des Phyllochinon-Moleküls für die Photosynthese.
Publications
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(2006) Deficiency in phylioquinone (vitamin Kl) methylation affects prenyl quinone distribution, photosystem i abundance and anthocyanin accumulation in the Arabidopsis AtmenG mutant. J. Biol. Chem. 281, 40461-40472
Lohmann A., Schöttler M.A., Brehelin C , Kessler F., Bock R., Cahoon E.B. and Dörmann P.
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