The role of b-carotene derivatives in speciation and communication in zygomycete fungi

• Applicant: Privatdozentin Dr. Christine Schimek
• Subject Area: Plant Biochemistry and Biophysics
• Term: from 2003 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5405190

In Pilzen der Klasse Zygomycetes wird die sexuelle Entwicklung von einem artspezifischen Gemisch verschiedener Derivate von Apocarotinoiden reguliert. Fünf bisher bekannte Derivate, A - E, der Trisporsäure und ihrer Vorstufen sind an dieser Regulation beteiligt. In einigen Spezies liegen mehrere der Derivate, jedoch in unterschiedlichen Kombinationen bzw. Verhältnissen, vor. Die Vielfalt der Derivate ist grösser, als allein durch vertikale Vererbung erklärbar ist. Interspezifische Wirkungen treten in unterschiedlichem Ausmass auf. Ähnlichkeiten zum Wirkmechanismus der verwandten Retinoide werden vermutet. Anhand der Isoformen wollen wir die Entstehung metabolischer Vielfalt untersuchen. Dazu sollen umfassend die physiologischen, biochemischen und genetischen Grundlagen der Diversität analysiert werden. Einerseits wollen wir die frühen Schritte der Trisporoid-Synthese, ausgehend von der Spaltung von beta-Carotin, untersuchen. Dazu kommt die Analyse der Derivat-Muster in ausgewählten Spezies und ihrer interspezifischen Wirksamkeit im Vergleich zu gereinigten Substanzen. Diese gereinigten Substanzen sollen auch zur Bestimmung der Substratspezifität eines Enzyms aus dem Trisporsäure-Syntheseweg, der 4-Dihydromethyltrisporat-Dehydrogenase, und zur Untersuchung eines verwandten Enzyms, der 4-Dihydrotrisporin-Dehydrogenase verwendet werden. Weiterhin sollen Sequenzvergleiche der TDH-Gene aus zahlreichen Spezies sowie die Analyse dieser Sequenzen hinsichtlich sequenz-modifizierender Ereignisse wie z.B. Rekombinationen vorgenommen werden. Aus der Kombination und Korrelation aller Daten werden sich Hinweise auf die Evolution der metabolischen Vielfalt ergeben. Aussagen über die Bedeutung der Diversifikation bei der Artbildung werden dann möglich sein.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1152: Evolution of Metabolic Diversity
• Participating Persons: Dr. Kornelia Schultze; Privatdozentin Kerstin Voigt, Ph.D.; Professor Dr. Johannes Wöstemeyer