Uni-Tübingen

Teilprojekt B05: H2O2-Perzeption und -Signaltransduktion: Die Rolle der AHK5

Leitung:

Prof. Dr. Klaus Harter

Universität Tübingen

ZMBP, Pflanzenphysiologie

Auf der Morgenstelle 1,

72076 Tübingen

Tel 07071 - 29 72605

Fax 07071 - 29 3287

klaus.harterspam prevention@zmbp.uni-tuebingen.de


 Prof. Dr. Thilo Stehle

Universität Tübingen

IFIB, Strukturbiologie

Hoppe-Seyler-Str. 4, 72076 Tübingen

Tel 07071 - 29 73043

FAX 07071 - 29 5565

thilo.stehlespam prevention@uni-tuebingen.de

Zusammenfassung:

Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) wie H2O2 spielen eine wichtige Rolle bei der pflanzlichen Signaltransduktion und kodieren als "second messenger" die Regulation zahlreicher spezifischer Entwicklungsprozesse und Anpassungsmechanismen an die abiotische und biotische Umwelt. Im Zentrum des vorliegenden Teilprojekts (TP) steht die Arabidopsis Histidinkinase 5 (AHK5), die vor dem Hintergrund unserer Vorarbeiten unter anderem zur Regulation des Stomataschlusses eine H2O2-signalintegrierende und möglicherweise H2O2-perzipierende Funktion hat. Die zentralen Fragenstellungen dieses TP lauten deshalb:

  1. An welchen H2O2-abhängigen physiologischen Prozessen ist - neben dem Stomataschluss - die AHK5 beteiligt und welche molekularen Reaktionswege unterliegen der Kontrolle der AHK5?
  2. Agiert AHK5 innerhalb eines klassischen Phosphorelays als H2O2- bzw. redoxregulierte Histidinkinase, d.h. tatsächlich als intrazellulärer H2O2-Rezeptor?
  3. Was sind die spezifitätsvermittelnden, direkten Kofaktoren, mit denen AHK5 die H2O2-abhängigen molekularen und physiologischen Prozesse kontrolliert?
  4. Wie ist die signalabhängige, intrazelluläre Dynamik von AHK5 und spielt diese eine funktionelle Rolle bei der Regulation AHK5-abhängiger Prozesse?
  5. Was ist die atomare Struktur der AHK5, welche strukturellen Domänen bzw. Aminosäuren sind für die Funktion und Aktivierung der AHK5 sowie des AHK5-induzierten Phosphorelays notwendig?

Diese Fragestellungen adressieren die zu Grunde liegenden molekularen, biochemischen, zellbiologischen und funktionellen. Eigenschaften der AHK5. Die Beantwortung dieser Fragen ermöglicht eine Charakterisierung der AHK5 und ihre entsprechende Einordnung als spezifischer Mediator bei der Kodierung H2O2- (ROS-) abhängiger Prozesse bei der biotischen und abiotischen Stresstoleranz, beim programmierten Zelltod, bei der Organdifferenzierung und beim Wachstum von A. thaliana.