Publikationen - Molekulare Signalverarbeitung
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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.
Schilling, S.; Hoffmann, T.; Rosche, F.; Manhart, S.; Wasternack, C.; Demuth, H.-U.; Heterologous Expression and Characterization of Human Glutaminyl Cyclase: Evidence for a Disulfide Bond with Importance for Catalytic Activity Biochemistry 41, 10849-10857, (2002) DOI: 10.1021/bi0260381
Glutaminyl cyclase (QC, EC 2.3.2.5) catalyzes the formation of pyroglutamate residues from glutamine at the N-terminus of peptides and proteins. In the current study, human QC was functionally expressed in the secretory pathway of Pichia pastoris, yielding milligram quantities after purification from the supernatant of a 5 L fermentation. Initial characterization studies of the recombinant QC using MALDI-TOF mass spectrometry revealed correct proteolytic processing and N-glycosylation at both potential sites with similar 2 kDa extensions. CD spectral analysis indicated a high α-helical content, which contrasts with plant QC from Carica papaya. The kinetic parameters for conversion of H-Gln-Tyr-Ala-OH by recombinant human QC were almost identical to those previously reported for purified bovine pituitary QC. However, the results obtained for conversion of H-Gln-Gln-OH, H-Gln-NH2, and H-Gln-AMC were found to be contradictory to previous studies on human QC expressed intracellularly in E. coli. Expression of QC in E. coli showed that approximately 50% of the protein did not contain a disulfide bond that is present in the entire QC expressed in P. pastoris. Further, the enzyme was consistently inactivated by treatment with 15 mM DTT, whereas deglycosylation had no effect on enzymatic activity. Analysis of the fluorescence spectra of the native, reduced, and unfolded human QC point to a conformational change of the protein upon treatment with DTT. In terms of the different enzymatic properties, the consequences of QC expression in different environments are discussed.
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.