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Publikationen - Molekulare Signalverarbeitung

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Publikation

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.
Publikation

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.
Publikation

Wasternack, C.; Miersch, O.; Kramell, R.; Hause, B.; Ward, J.; Beale, M.; Boland, W.; Parthier, B.; Feussner, I.; Jasmonic acid: biosynthesis, signal transduction, gene expression Fett/Lipid 100, 139-146, (1998) DOI: 10.1002/(SICI)1521-4133(19985)100:4/5<139::AID-LIPI139>3.0.CO;2-5

Jasmonic acid (JA) is an ubiquitously occurring plant growth regulator which functions as a signal of developmentally or environmentally regulated expression of various genes thereby contributing to the defense status of plants [1–5]. The formation of jasmonates in a lipid‐based signalling pathway via octadecanoids seems to be a common principle for many plant species to express wound‐ and stressinduced genes [4, 5].There are various octadecanoid‐derived signals [3]. Among them, jasmonic acid and its amino acid conjugates are most active in barley, supporting arguments that β‐oxidation is an essential step in lipid‐based JA mediated responses. Furthermore, among derivatives of 12‐oxophytodienoic acid (PDA) carrying varying length of the carboxylic acid side‐chain, only those with a straight number of carbon atoms are able to induce JA responsive genes in barley leaves after treatment with these compounds. Barley leaves stressed by treatment with sorbitol solutions exhibit mainly an endogenous rise of JA and JA amino acid conjugates suggesting that both of them are stress signals. Data on organ‐ and tissue‐specific JA‐responsive gene expression will be presented and discussed in terms of “JA as a master switch” among various lipid‐derived signals.
Publikation

Feussner, I.; Wasternack, C.; Lipoxygenase catalyzed oxygenation of lipids Fett/Lipid 100, 146-152, (1998) DOI: 10.1002/(SICI)1521-4133(19985)100:4/5<146::AID-LIPI146>3.0.CO;2-D

Lipoxygenases (LOXs) and other LOX pathway enzymes are potentially able to form a large set of compounds being of commercial interest. Among them are conjugated dienic acids, jasmonates, and volatile aldehydes. Additionally, fatty acid hydroperoxides, formed by LOX, can serve as precursors for further transformation by either enzymes of the so‐called LOX pathway or by chemical reactions. In the case of linoleic acid more than one hundred products generated from its LOX‐derived fatty acid hydroperoxides have been described. Many of these products exhibit biological activity, suggesting a significant biological function of LOXs. This will be described for two different 13‐LOXs. (I) In various oilseeds we found that specific 13‐LOXs are localized at the lipid body membrane. They are capable of oxygenating esterified polyenoic fatty acids, such as triacylglycerols and phospho‐lipids. In addition, they form with arachidonic acid as substrate preferentially either 8‐ or 11‐hydroperoxy eicosatetraenoic acid, which is a very unusual positional specificity for plant LOXs. (II) From barley leaves we isolated another linoleate 13‐LOX form, which is localized within chloroplasts and is induced by jasmonic acid methyl ester. It is suggested, that this LOX form is capable of oxygenating linolenic acid residues of galactolipids. Examples will be presented for barley leaves of oxygenated derivatives of linolenic acid and compounds resulting from the hydroperoxide lyase‐branch of the LOX pathway.
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