Exkursionsbericht (pdf) - GRK 820 - Christian-Albrechts-Universität ...

Die Cytochrom P450 Mono-Oxigenasen setzen während ihres Katalyseprozesses H2O2 frei. Durch
diese Eigenschaft sind sie als ROS-Produzenten grundsätzlich auch für unser Graduiertenkolleg von
Interesse. Es sollten jedoch einzelne, die sich durch Ihre Lokalisation oder funktionelle Nähe zu
gezielten Fragestellungen des Graduiertenkollegs anbieten, ausgewählt werden. Einige sind
beispielsweise an Biosyntheseschritten von Flavonoiden beteiligt (z.B. die Ferulat-5-Hydroxylase),
deren Induktion durch Kältestress von der AG Bilger im Graduiertenkolleg untersucht werden. Zudem
hat die Arbeitsgruppe von Frau Prof. Halkier auf dem Gebiet der Genexpressionsanalysen für
Cytochrom P450 Mono-Oxigenasen bereits Erfahrungen im Nachweis durch Northern-Blots gesammelt
und konnte uns Hinweise über die Stressinduktion der von ihr untersuchten Cytochrom P450 Mono-
Oxigenasen geben (s.u.). Zwei Cytochrom P450 Mono-Oxigenasen, die in der Arbeitsgruppe von Frau
Prof. Halkier kloniert worden und vorhanden sind, sind für das Graduiertenkolleg interessant:
1.: CYP79B2, dessen Expression durch oxidativen Stress (Silber-Nitrat) induzierbar ist (persönliche
Mitteilung) und 2.: CYP92A2, dessen Expression in den selben Blattrandgeweben gefunden wird, in
denen auch die Phenylalanin-Ammoniak-Lyase exprimiert wird (persönliche Mitteilung). Im zweiten
Fall zeigt sich eine Überlappung mit dem Interessengebiet der AG Bilger. Es wäre interessant, zu
untersuchen, ob die Expressionen der beiden Gene unter Stressbedingungen korrelieren, denn
interessanterweise ist in einer Expressionsstudie von Bae et al. (2003) gefunden worden, dass
Kältestress die Expression von zwei Myrosinase-binden-den und einem Myrosinase-assoziierten
Protein 2,5-fach hochreguliert. Dadurch ist uns ein Hinweis gegeben, dass das Glucosinolat-
Myrosinase-System durch Kältestress stimuliert wird und möglicherweise auch die Glucosinolat
Biosynthese durch Kälte erhöht werden könnte. Dies wiederum könnte für Frau Prof. Halkier von
Interesse sein. Eine Kooperation mit Frau Prof. Halkier zur Untersuchung der Funktionsweisen von
speziellen Cytochrom P450 Mono-Oxige-nasen würde dem Graduiertenkolleg vor allem im Hinblick auf
den Austausch von DNA von Cytochrom P450 Mono-Oxigenase-Genen dienlich sein, die in Kiel im
Postdoktoranden-Projekt „Genexpressionsprofile in Abhängigkeit vom Antioxidantienmuster in
Pflanzen“ für den Aufbau des Antioxidantien-Chips verwendet werden können.
Literatur
zum vorliegenden Text :
Bae, M. S. et al. (2003), The Plant Journal, 36, 652-663.
Wittstock, U. und Halkier, B.A. (2002) Trends in Plant Science, 7, 263-270.
Publikationen der Gruppe Halkier 2003:
M.D. Mikkelsen and B.A. Halkier (2003): Metabolic engineering of valine- and isoleucine-derived
glucosinolates in Arabidopsis expression CYP79D2 from Cassava. Plant Physiology 131:773-779
M.D. Mikkelsen, B.L. Petersen, E. Glawischnig, A.B. Jensen, E. Andreasson and B.A. Halkier
(2003): Modulation of CYP79 Genes and Glucosinolate Profiles in Arabidopsis by Defense Signaling
Pathways. Plant Physiology 131: 298-308
P. Naur, C.H. Hansen, S. Bak, B.G. Hansen, N.B. Nielsen, H.L. Nielsen and B.A. Halkier
(2003): CYP79B1 from sinapis alba converts tryptophan to indole-3-acetaldoxime. Archives of
Biochemistry and Biophysics 409: 235-241
S. Chen, E. Glawischnig, K. Jørgensen, P. Naur, B. Jørgensen, C.E. Olsen, C.H. Hansen, H.
Rasmussen, J. Pickett and B.A. Halkier (2003): CYP79F1 and CYP79F2 Have Distinct Functions in
the Biosynthesis of Aliphatic Glucosinolates in Arabidopsis. The Plant Journal 33: 923-937 (2003)
31