Changes in cellular calcium levels are one of the earliest signalling events in plants exposed to pathogens or other exogenous factors. In a genetic screen, we identified an Arabidopsis thaliana ‘changed calcium elevation 1 ’ (cce1 ) mutant with attenuated calcium response to the bacterial flagellin flg22 peptide and several other elicitors. Whole genome re‐sequencing revealed a mutation in ALG12 (Asparagine‐Linked Glycosylation 12 ) that encodes the mannosyltransferase responsible for adding the eighth mannose residue in an α‐1,6 linkage to the dolichol‐PP‐oligosaccharide N ‐glycosylation glycan tree precursors. While properly targeted to the plasma membrane, misglycosylation of several receptors in the cce1 background suggests that N ‐glycosylation is required for proper functioning of client proteins.

Pflanzen müssen gegen vielfältige biotische und abiotische Umwelteinflusse eine Abwehr aufbauen. Aber gleichzeitig müssen sie wachsen und sich vermehren. Jasmonate sind neben anderen Hormonen ein zentrales Signal bei der Etablierung von Abwehrmechanismen, aber auch Signal von Entwicklungsprozessen wie Blüten‐ und Trichombildung, sowie der Hemmung von Wachstum. Biosynthese und essentielle Komponenten der Signaltransduktion von JA und seinem biologisch aktiven Konjugat JA‐Ile sind gut untersucht. Der Rezeptor ist ein Proteinkomplex, der “JA‐Ile‐Wahrnehmung” mit proteasomalem Abbau von Repressorproteinen verbindet. Dadurch können positiv agierende Transkriptionsfaktoren wirksam werden und vielfältige Genexpressionsänderungen auslösen. Dies betrifft die Bildung von Abwehrproteinen, Enzymen der JA‐Biosynthese und Sekundärstoffbildung, und Proteinen von Signalketten und Entwicklungsprozessen. Die Kenntnisse zur JA‐Ile‐Wirkung werden in Landwirtschaft und Biotechnologie genutzt.

Unfolding by chemical denaturants and the linear extrapolation method are widely used to determine the free energy of proteins. Ribonuclease 3 from bullfrog shows an extraordinary behavior in guanidinium hydrochloride in comparison to its homologues ribonuclease A and onconase with a high transition midpoint of denaturation but an apparently low cooperativity. The analysis of the interdependence of thermal, urea‐, and guanidine hydrochloride‐induced unfolding revealed that whereas addition of urea resulted in the expected destabilization of all three proteins, guanidine hydrochloride acted diversely: in contrast to ribonuclease A and onconase, both of which were destabilized as expected, low concentrations of guanidine hydrochloride significantly stabilize ribonuclease 3 from bullfrog. This stabilizing effect was endorsed by in silico docking studies.

Caffeoyl‐coenzyme A O‐methyltransferase (CCoAOMT)‐like proteins from plants display a conserved position specificity towards the meta‐position of aromatic vicinal dihydroxy groups, consistent with the methylation pattern observed in vivo. A CCoAOMT‐like enzyme identified from Arabidopsis thaliana encoded by the gene At4g26220 shows a strong preference for methylating the para position of flavanones and dihydroflavonols, whereas flavones and flavonols are methylated in the meta‐position. Sequence alignments and homology modelling identified several unique amino acids compared to motifs of other CCoAOMT‐like enzymes. Mutation of a single glycine, G46 towards a tyrosine was sufficient for a reversal of the unusual para‐ back to meta‐O‐methylation of flavanones and dihydroflavonols.

Apocarotinoide werden durch hochspezifische Spaltungsreaktionen oxidativer Enzyme an den Doppelbindungen von Carotinoiden maßgeschneidert. Es können neue Chromophore entstehen, die zusätzliche Nuancen des gelb‐roten Farbspektrums eröffnen. Farblose C13‐Apocarotinoide können potente Duft‐ und Aromastoffe sein. Viele Apocarotinoidfunktionen mit Hormoncharakter sind lange bekannt (Abszisinsäure in Pflanzen, Trisporsäure in Pilzen, Retinsäure in Säugern). Eine neue Klasse von Apocarotinoid‐Pflanzenhormonen, die die Sprossverzweigung der Pflanzen mitbestimmen, wurde kürzlich als Strigolactone identifiziert. In ihrer Biosynthese wie auch in der von mykorrhizainduzierten C13/C14‐Apocarotinoiden treten mehrstufige aufeinanderfolgende Carotinoidspaltungsreaktionen auf. Das Wissen über Synthesewege und Funktionen von Apocarotinoiden eröffnet neue Perspektiven für Anwendungen im Zierpflanzenbau, bei der Bekämpfung parasitischer Unkräuter und in der Beeinflussung von Blütendüften und Fruchtaromen.

Die Lebensgemeinschaft mit Mykorrhizapilzen stellt Pflanzen mineralische Nährstoffe und Wasser zur Verfügung und gilt daher als evolutionäre Grundlage für die Entwicklung der Landpflanzen. Die heute weit verbreitete arbuskuläre Mykorrhiza (AM) ist insbesondere unter widrigen Bedingungen (Nährstoffmangel, Trocken‐, Salz‐ oder Schwermetallstress sowie Pathogenbefall) für die Pflanze von Nutzen. Der pilzliche AM‐Partner, der obligat auf die Interaktion angewiesen ist, wird im Gegenzug mit Kohlenhydraten versorgt. Der Artikel beschreibt den aktuellen Stand der Forschung bezüglich der Etablierung und Regulation der AM durch die Pflanze. Es werden die frühen Erkennungssignale und die nachfolgende Wegbereitung der Pflanze für den eindringenden Pilz, die Kohlenhydratversorgung des AM‐Pilzes, wie auch die Limitierung der pilzlichen Infektionen mittels Autoregulation und die Rolle der Phytohormone für eine funktionelle und ausgeglichene Symbiose behandelt.

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Putrescine N ‐methyltransferase (PMT) catalyses S ‐adenosylmethionine (SAM)‐dependent methylation of putrescine in tropane alkaloid biosynthesis. PMT presumably evolved from the ubiquitous spermidine synthase (SPDS). SPDS protein structure suggested that only few amino acid exchanges in the active site were necessary to achieve PMT activity. Protein modelling, mutagenesis, and chimeric protein construction were applied to trace back evolution of PMT activity from SPDS. Ten amino acid exchanges in Datura stramonium SPDS dismissed the hypothesis of facile generation of PMT activity in existing SPDS proteins. Chimeric PMT and SPDS enzymes were active and indicated the necessity for a different putrescine binding site when PMT developed.

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Jasmonate:amino acid synthetase (JAR1) is involved in the function of jasmonic acid (JA) as a plant hormone. It catalyzes the synthesis of several JA‐amido conjugates, the most important of which appears to be JA‐Ile. Structurally, JAR1 is a member of the firefly luciferase superfamily that comprises enzymes that adenylate various organic acids. This study analyzed the substrate specificity of recombinant JAR1 and determined whether it catalyzes the synthesis of mono‐ and dinucleoside polyphosphates, which are side‐reaction products of many enzymes forming acyl ∼ adenylates. Among different oxylipins tested as mixed stereoisomers for substrate activity with JAR1, the highest rate of conversion to Ile‐conjugates was observed for (±)‐JA and 9,10‐dihydro‐JA, while the rate of conjugation with 12‐hydroxy‐JA and OPC‐4 (3‐oxo‐2‐(2Z ‐pentenyl)cyclopentane‐1‐butyric acid) was only about 1–2% that for (±)‐JA. Of the two stereoisomers of JA, (−)‐JA and (+)‐JA, rate of synthesis of the former was about 100‐fold faster than for (+)‐JA. Finally, we have demonstrated that (1) in the presence of ATP, Mg2+, (−)‐JA and tripolyphosphate the ligase produces adenosine 5′‐tetraphosphate (p4A); (2) addition of isoleucine to that mixture halts the p4A synthesis; (3) the enzyme produces neither diadenosine triphosphate (Ap3A) nor diadenosine tetraphosphate (Ap4A) and (4) Ap4A cannot substitute ATP as a source of adenylate in the complete reaction that yields JA‐Ile.