TY - THES T1 - Die Bedeutung von AQUAPORIN INTERACTOR 1 (AQI1) für die Zelltodregulation in Pflanzen A1 - Glink,Eva Katharina Y1 - 2015/01/27 N2 - Der programmierte Zelltod (PCD) stellt einen wichtigen Prozess bei der Entwicklung, Seneszenz und Pathogenabwehr von Pflanzen und Tieren dar. Zum Wohle des Gesamtorganismus kommt es zum genetisch regulierten und gezielten Selbstmord einzelner Zellen. Bei Pflanzen ist PCD vor allem im Rahmen der „hypersensitiven Abwehrreaktion“ (HR) von enormer Wichtigkeit. Sie schützen sich vor schädlichen Eindringlingen, indem infizierte Pflanzenzellen durch PCD gezielt getötet werden. So wird eine räumliche Barriere zwischen Wirt und Pathogen geschaffen und die systemische Ausbreitung von biotrophen Pathogenen verhindert. Die Induktion von PCD erfolgt über komplexe Signalwege. Als Signalsubstanzen spielen reaktive Sauerstoffspezies (ROS), vor allem H2O2, eine wesentliche Rolle. Der Transport von H2O2 über Zellmembranen hinweg erfolgt über Aquaporine. Da intrazelluläre H2O2-Konzentrationen darüber entscheiden wie vital eine Zelle ist, ist die räumliche und zeitliche Kontrolle dieses H2O2-Transports unabdingbar. Als potentieller Regulator der Kanalfunktion der Aquaporine wurde das Protein AQUAPORIN INTERACTOR 1 (AQI1) isoliert. Bei AQI1 handelt es sich um ein pflanzliches Protein mit Homologie zu Aminoacylase 1 aus Säugern. Über Aminoacylasen ist bekannt, dass sie die Hydrolyse acylierter Aminosäuren katalysieren. Die physiologische Funktion dieser Enzyme ist bisher jedoch kaum verstanden. In dieser Arbeit erfolgte erstmals die Charakterisierung einer Aminoacylase (AQI1) aus Pflanzen. Es wurde die physiologische Funktion von AQI1 als Regulator von Aquaporinen, sowie die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen analysiert. Hierbei konnte gezeigt werden, dass das pflanzliche Protein AQI1, neben der Deacetylierung von Aminosäuren, eine weitere Aufgabe erfüllen kann. Durch Protein-Protein Interaktion nimmt AQI1 Einfluss auf die Kanalaktivität von Aquaporinen. AQI1 kann den H2O2-Einstrom, sowie den H2O-Einstrom durch Aquaporine inhibieren. Dies erfolgt vermutlich in Form einer Blockade der Aquaporinpore. Durch diese Funktion ist AQI1 wesentlich an der Zelltodregulation in Pflanzen beteiligt. Im Zuge der HR kommt es zur vermehrten Akkumulation von AQI1. Dies verhindert den Eintritt toxischer Mengen H2O2 in die Nachbarzellen, um so die lokale Kontrolle des PCD zu gewährleisten. Zudem scheint AQI1 an der Regulation von Seneszenzprozessen beteiligt zu sein. Es konnte gezeigt werden, dass AQI1 einem Altersgradienten folgend, in jungem Blattgewebe stark akkumuliert, wohingegen es in älterem Blattgewebe abgebaut wird. Durch diese altersabhängige Akkumulation könnte AQI1 zur Vitalität von Blättern beitragen, indem es in jungen Blättern den Eintritt zu hoher H2O2-Konzentrationen in die Zellen verhindert. KW - Wasserstoffperoxid KW - Zelltod KW - Hypersensitive Abwehrreaktion (HR) CY - Hohenheim PB - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim AD - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart UR - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2015/1043 ER -