Regulation of zeaxanthin epoxidation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Zeaxanthin Epoxidase (ZE) katalysiert die Umwandlung von Zeaxanthin zu Violaxanthin (= Zeaxanthin Epoxidation). Diese Reaktion ist zum einen eine Teilreaktion des Xanthophyll-Zyklus (welcher essentielle photoprotektive Funktionen in Photosystem II besitzt), stellt zugleich aber auch einen wichtigen Schritt der Carotinoid-Biosynthese dar, zur Bildung von Neoxanthin und dem Phytohormon Abscisinsäure (ABA), das an der Stressantwort und der Pflanzenentwicklung beteiligt ist. Bislang war nur wenig bekannt über (i) die Regulation und die biochemischen Eigenschaften der ZE und (2) die Regulation der dualen Funktion der ZE im Xanthophyllzyklus und der ABA Biosynthese. Deshalb wurde die lichtabhängige Regulation der Zeaxanthin Epoxidation unter in vivo Bedingungen näher untersucht und die ZE im pflanzlichen Modell-Organismus Arabidopsis thaliana überexprimiert. Insbesondere die durchgeführten Arbeiten zur Überexpression der ZE lieferten eine Reihe unerwarteter, aber sehr spannender Ergebnisse, und zwar: - Den erstmaligen Nachweis der zwei Isoformen der ZE und deren differentielle Expression - Den Hinweis auf eine offensichtlich vorhandene differentielle Funktion der beiden ZE Isoformen im Xanthophyllzyklus und der ABA-Biosynthese - Den Hinweis auf einen differenzierten Effekt unterschiedlicher ABA-Gehalte hinsichtlich verschiedener regulatorischer Funktionen von ABA Die erzielten Ergebnisse liefern somit die Grundlage für sehr spannende und wichtige weiterführende experimentelle Ansätze.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2008) Short-term down-regulation of zeaxanthin epoxidation in Arabidopsis thaliana in response to photo-oxidative stress conditions, Biochim Biophys Acta 1777, 462-469
Reinhold C, Niczyporuk S, Beran KC and Jahns P
- (2009) Mechanism and regulation of the violaxanthin cycle: The role of antenna proteins and membrane lipids, Biochim Biophys Acta 1787, 3-14
Jahns P, Latowski D, and Strzalka K
