Evolutiver Ursprung der Pyrrolizidinalkaloide in Angiospermen - vergleichend molekulare und biochemische Untersuchungen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Hartmann
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5273046

Pyrrolizidin-Alkaloide (PAs) sind typische sekundäre Pflanzenstoffe, die verstreut im System der Angiospermen auftreten. Sie dienen zur chemischen Abwehr herbivorer Insekten. Kürzlich gelang es uns, das Eingangsenzym der PA-Biosynthese, die Homospermidin-Synthase (HSS), zu klonieren und ihre evolutive Herkunft von der Desoxyhypusin-Synthase (DHS) nachzuweisen. Die DHS ist ein ubiquitäres Enzym, dessen Funktion in der posttranslationalen Aktivierung des eukaryontischen Initiationsfaktors 5A (elF5A) liegt. Mit großer Sicherheit ist die HSS durch Genduplikation aus der DHS hervorgegangen. Wir studieren hier erstmals die Rekrutierung eines essentiellen Enzyms des Grundstoffwechsels für eine spezifische Funktion im Sekundärstoffwechsel. An PA-führenden Arten aus verschiedenen Angiospermen-Familien wird durch Sequenzvergleich von HSS und DHS die Frage nach einem monophyletischen oder polyphyletischen Ursprung der PA-Biosynthese zu beantworten sein. Weiterhin werden vergleichende Studien zur gewebe- und zellspezifischen Expression beider Enzyme Aufschluss über ihre funktionelle und metabolische Verwandtschaft liefern. Mit ersten Promotorstudien sollen Arbeiten zur Regulation der Expression von HSS und DHS eröffnet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Dietrich Ober