Eine strukturelle und funktionelle Studie über den Ionenkanal SLAC1 und dessen Aktivierungskinase OST1 welche Trockenheitsresistenz in Pflanzen vermitteln

• Antragsteller: Dr. Chris Fröhlich
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317774432

Der Anionenkanal SLAC1 wird spezifisch in pflanzlichen Schließzellen expremiert. Schließzellen befinden auf der unteren Blattepidermis und umgeben kleine Spaltöffnungen, auch Stomata genannt. Die OST1 Kinase vermittelte Aktivierung von SLAC1 hat einen Ionenausstrom in Schließzellen zur Folge, welcher seinerseits zu einer Verringerung des Turgordrucks in diesen Zellen führt. Ein geringer Schließzellturgordruck führt letztendlich zum Stomataverschluß, wodurch SLAC1 and OST1 maßgebliche Elemente im stomatalen Schließmechanismus darstellen. Evolution und globale Verbreitung von höheren terrestrischen Pflanzen ist eng mit dem Erwerben dieses Mechanismus verknüpft, da hierdurch trockenheitsbedingte Wasserverluste auf ein Minimum reduziert werden können. Das hier vorgestellte Projekt hat zum Ziel, die diesem Prozeß zugrunde liegenden molekularen Grundlagen aufzuklären. Zu diesem Zweck sollen die vollständigen Proteinstrukturen von SLAC1 und von SLAC1 im Komplex mit der Aktivierungskinase OST1 gelöst und strukturbasierte funktionelle Studien durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieses Vorhabens werden tiefe Einblicke in den Transport- und OST1-vermittelten Aktivierungs¬mechansimus des pflanzlichen Ionenkanals SLAC1 geben. Darüberhinaus weden die Ergebnisse dieser Arbeit ein grundlegendes Verständis über den molekularen Mechanismus von Trockenheitsresistenzen in Pflanzen ermöglichen. Dies ist von zentraler Bedeutung für die Züchtung optimierter Nutzpflanzen, welche selbst unter eingeschränkter Wasserzufuher effektiv wachsen können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Wayne A. Hendrickson, Ph.D.