Regulation einer pflanzenbasierten synergistischen Zytotoxizität zwischen Triterpensaponinen und Ribosomen-inaktivierenden Proteinen

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Weng
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465247546

Das hier vorgelegte Projekt geht auf die interessante Beobachtung zurück, dass Pflanzen aus der Familie der Nelkengewächse ein toxisches Zwei-Komponenten-System (TTS) entwickelt haben, das auf der Expression von Ribosomen-inaktivierenden Proteinen (RIPs) und triterpenoiden Saponinen beruht. Beide Komponenten werden in identischen Organen, z. B. Samen, gelagert und dienen wahrscheinlich der Abwehr von Fraßfeinden. Um die Ribosomen irreversibel zu inaktivieren müssen die RIPs in Zelle zu den Ribosomen gelangen. Andernfalls werden sie in intrazellulären Kompartimenten wie Lysosomen, abgebaut. Der Transport-Prozess zu den Ribosomen ist der toxizitätslimitierende Schritt. Genau an dieser Stelle greifen die Triterpensaponine ein und verbessern wesentlich das intrazelluläre routing der RIPs zu den Ribosomen. Das Ergebnis ist eine massive RIP-assozierte Toxizitätssteigerung. Auf diesem Effekt beruht das TTS. Über die Regulation des TTS in der Pflanze ist bisher nichts bekannt. Ziel dieses Kooperationsprojektes ist die Untersuchung der Abhängigkeiten der Expression des TTS in der Pflanze. Zu diesem Zweck werden In-vitro-Kulturen der Modellpflanze Gypsophila elegans M. Bieb. unter verschiedenen Bedingungen kultiviert. Die Rolle exogener Faktoren, z.B. mikrobielle Stressoren, wird herausgearbeitet. Dieses Projekt wird ein grundlegendes Wissen über die Regulation eines bisher nicht charakterisierten toxischen Prinzips in der Pfanzenfamilie der Nelkengewächse schaffen. Die Ergebnisse erzeugen außerdem das notwendige Wissen zur effizienteren biotechnologischen Produktion von RIPs und Triterpensaponinen. Die Gruppe auf deutscher Seite ist auf die Analyse, Isolation und Charakterisierung von Naturstoffen spezialisiert. Der polnische Partner hat langjährige Erfahrung in der Erzeugung und Erhaltung von In-vitro-Pflanzenkulturen. Die Expertise beider Partner ergänzt sich hervorragend und wird zu einer längjährigen fachlichen und kulturellen Interaktion beider Gruppen führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Partnerorganisation: Narodowe Centrum Nauki (NCN)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Adam Matkowski