Untersuchung zur Fettsäurezusammensetzung, subzellulären Verteilung und Funktion stressinduzierter Phosphoinositid-Pools in Pflanzen

Abstract

Untersuchungen zur Fettsäurezusammensetzung, subzellulären Verteilung und Funktion Stress-induzierter Phosphoinositid-Pools in Pflanzen. Das Phosphoinositid-System ist in allen eukaryotischen Zellen an der Steuerung diverser physiologische Prozesse beteiligt. Prozesse, die durch Phosphoinositide gesteuert werden, beinhalten u. a. die Dynamik des Aktin-Zytoskelettes, die Regulation von Vesikelfluss und Membranfusion, die Steuerung der Aktivität von Ionenkanälen und ATPasen, sowie zelluläre Signalleitung auf Hormonale Stimulation und extrazelluläre Stresse. Um die Vielzahl regulativ beeinflusster zellulärer Abläufe zu koordinieren, wird eine Organisation von Phosphoinositiden in unabhängige subzelluläre Pools postuliert. Phosphoinositid-Pools sind definiert durch ihre räumliche und/oder zeitliche Trennung oder durch spezielle Funktionalität. Bislang ist nicht klar, wie solche Pools aufgebaut und unterschieden werden könnten. Im Rahmen dieser Arbeit soll die Hypothese untersucht werden, dass sich mit Phosphoinositiden assoziierte Fettsäuren zwischen verschiedenen Pools unterscheiden. Hierzu soll die herkömmliche Analytik von Phosphoinositiden durch die Einführung gaschromatographischer und massenspektrometrischer Methoden zur Fettsäurebestimmung erweitert werden. Mittels der neu-etablierten Methoden sollen die Fettsäuremuster von Phosphoinositiden aus verschiedenen Pools untersucht werden. Zur Unterscheidung der Pools wird dabei die subzelluläre Verteilung auf Organellen herangezogen, die über klassische Fraktionierungsverfahren isoliert und zur Lipidanalyse verwendet werden sollen. Organellen (im weiteren Sinne), die im Rahmen dieser Arbeit betrachtet werden sollen beinhalten die Plasma Membran, Zellkerne, das Endoplasmatische Retikulum, Peroxisomen, das F-Aktin Zytoskelett und Plastiden. Neben der subzellulären Unterscheidung verschiedener Phosphoinositid Pools sollen ausserdem die Fettsäuremuster von Phosphoinositiden untersucht werden, die transient nach Applikation extrazellulärer Stressfaktoren gebildet werden. Die Arbeit soll durch in vitro Untersuchungen des Einflusses der Phosphoinositid-Fettsäurezusammensetzung auf die Enzymaktivität verschiedener Enzyme des pflanzlichen Phosphoinositidstoffwechsels abgerundet werden.