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Publikationen - Molekulare Signalverarbeitung

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Publikation

Wasternack, C.; Strnad, M.; Jasmonates: News on Occurrence, Biosynthesis, Metabolism and Action of an Ancient Group of Signaling Compounds Int. J. Mol. Sci. 19, 2539, (2018) DOI: 10.3390/ijms19092539

Jasmonic acid (JA) and its related derivatives are ubiquitously occurring compounds of land plants acting in numerous stress responses and development. Recent studies on evolution of JA and other oxylipins indicated conserved biosynthesis. JA formation is initiated by oxygenation of α-linolenic acid (α-LeA, 18:3) or 16:3 fatty acid of chloroplast membranes leading to 12-oxo-phytodienoic acid (OPDA) as intermediate compound, but in Marchantiapolymorpha and Physcomitrellapatens, OPDA and some of its derivatives are final products active in a conserved signaling pathway. JA formation and its metabolic conversion take place in chloroplasts, peroxisomes and cytosol, respectively. Metabolites of JA are formed in 12 different pathways leading to active, inactive and partially active compounds. The isoleucine conjugate of JA (JA-Ile) is the ligand of the receptor component COI1 in vascular plants, whereas in the bryophyte M. polymorpha COI1 perceives an OPDA derivative indicating its functionally conserved activity. JA-induced gene expressions in the numerous biotic and abiotic stress responses and development are initiated in a well-studied complex regulation by homeostasis of transcription factors functioning as repressors and activators.
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Wasternack, C.; Hause, B.; Blütenduft, Abwehr, Entwicklung: Jasmonsäure - ein universelles Pflanzenhormon Biologie in unserer Zeit 44, 164-171, (2014) DOI: 10.1002/biuz.201410535

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.
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Wasternack, C.; Hause, B.; Stressabwehr und Entwicklung: Jasmonate — chemische Signale in Pflanzen Biologie in unserer Zeit 30, 312-320, (2000) DOI: 10.1002/1521-415X(200011)30:6<312::AID-BIUZ312>3.0.CO;2-8

Chemische Signale wurden bereits im 19.Jahrhundert als Regulatoren von Wachstum und Entwicklung der Pflanzen postuliert.In den letzten 70 Jahren wurde die Wirkungsweise der klassischen Pflanzenhormone wie der Auxine, Gibberelline, Cytokinine, Ethylen und Abscisinsäure aufgeklärt. Doch erst im letzten Jahrzehnt entdeckte man die Bedeutung der Brassinosteroide, der Peptidhormone und der Jasmonate.
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