Erkennung und Prozessierung von Pathogen-assoziierten molekularen Mustern durch den ß-Glucanelicitorrezeptor der Sojabohne

• Applicant: Professor Dr. Jürgen Ebel
• Subject Area: Organismic Interactions, Chemical Ecology and Microbiomes of Plant Systems
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5429444

Das verzweigte ß-Glucan aus der Zellwand des Schadorganismus Phytophthora sojae führt bei der Sojabohne zur Auslösung von Abwehrreaktionen und damit zur Ausprägung der Nicht-WirtsResistenz (angeborene Immunität). Der vermutete Rezeptor besteht aus einem Proteinkomplex, von welchem bisher eine Komponente, das Glucanbindeprotein (GBP), identifiziert wurde. Wir konnten jetzt zeigen, dass dieses Protein neben der Ligandenbindung auch eine glucohydrolytische Funktion aufweist. Auch in vivo kann eine duale Funktion postuliert werden: hierbei wäre das GBP als destruktives Enzym gegen die Zellwand des Pathogens gerichtet, und würde durch die 1,3-ß-spezifische Hydrolyse Fragmente aus der Zellwand herauslösen, die angereichert an 1,6-ß-glykosidischen Verknüpfungen sind. Diese wiederum stellen Liganden für die Bindestelle indem selben Protein dar, der Elicitor wurde also amplifiziert. Dieser elegante Mechanismus der Pathogenperzeption ist bisher ohne Beispiel in der Phytopathologie. Die dringendsten weiterführenden Fragestellungen befassen sich mit den biochemischen Grundlagen der Bifunktionalität. Es soll geklärt werden, ob die Domänen (Ligandenbindung vs. Substrathydrolyse) physikalisch getrennt werden können. Die Eingrenzung und genauere Charakterisierung der beiden Domänen soll durch die heterologe Expression des GBP in einer Pflanze erfolgen, deren GBP-homologes Gen durch homologe Rekombination zerstört worden ist (Physcomitrella patens). Ergänzend soll ein einfaches mikrobielles Wirtssystem (Hefe) bearbeitet werden, das sich zur Untersuchung der enzymatischen Funktion eignet. Bemerkung der Geschäftsstelle: Arbeiten zu diesem Themenkomplex wurde im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 369 gefördert. Der SFB endete am 31.12.2002. Diese Arbeiten sollen nun im Normalverfahren weiter fortgeführt werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Judith Fliegmann