@phdthesis{Meisner2005,
  author    = {Meisner, Anke Karla},
  title     = {Alpha-Dioxygenase aus Erbsen - Studien zu Expression und Enzym-Substrat-Interaktion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14692},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Das Enzym alpha-Dioxygenase (alpha-DOX) aus Erbsen (Pisum sativum) wurde mit folgenden Zielsetzungen untersucht: Isolierung und Charakterisierung der f{\"u}r die P. sativum alpha-DOX codierenden cDNA, {\"U}berproduktion der P. sativum alpha-DOX in Escherichia coli und nachfolgende Isolierung, Untersuchung der Interaktion der P. sativum alpha-DOX mit Fetts{\"a}uresubstraten sowie systematische Studie der Expression der P. sativum alpha-DOX w{\"a}hrend der Keimung und Entwicklung von Erbsenpflanzen. alpha-Dioxygenasen katalysieren in Pflanzen den Initialschritt der alpha-Oxidation von langkettigen Fetts{\"a}uren, die {\"u}ber die intermedi{\"a}re Bildung von (R)-2-Hydroperoxyfetts{\"a}uren f{\"u}hrt. Folgeprodukte dieser Reaktion sind die entsprechende (R)-2-Hydroxys{\"a}ure sowie der um ein C-Atom kettenverk{\"u}rzte Aldehyd. Es wurde die f{\"u}r die alpha-Dioxygenase aus Erbsen codierende cDNA mit einer Gesamtl{\"a}nge von 2132 bp isoliert, die ein offenes Leseraster von 1929 bp beinhaltet. Sie codiert f{\"u}r ein Protein mit 643 Aminos{\"a}uren und einem errechneten Molekulargewicht von ca. 73 kD. Die Pisum sativum alpha-Dioxygenase wurde in E. coli als Fusionsprotein mit einem 6 x His-tag {\"u}berproduziert und mittels Metallaffinit{\"a}tschromatographie an Ni-NTA-Agarose isoliert. Studien zur Interaktion der P. sativum alpha-Dioxygenase mit Fetts{\"a}uresubstraten umfassten sowohl Versuche zu Anforderungen auf Seiten des Substrats als auch zu potentiellen Interaktionspartnern auf Seiten des Enzym. Es wurde gezeigt, dass f{\"u}r die Reaktion von alpha-Dioxygenasen mit Fetts{\"a}uren die freie Carboxylgruppe des Substrats unerl{\"a}sslich ist. Aufgrund eines Aminos{\"a}uresequenzvergleichs zwischen der alpha-Dioxygenase aus Erbsen und PGHS-1 aus O. aries wurden vier Aminos{\"a}uren als potentielle Interaktionspartner auf Seiten der alpha-Dioxygenase aus Erbsen ausgew{\"a}hlt. Es handelte sich um die Arginin-Reste Arg-87, Arg-391, Arg-569 und Arg-570. Mit Hilfe der ortsspezifischen Mutagenese wurde gezeigt, dass der Aminos{\"a}urerest Arg-570 f{\"u}r die katalytische Aktivit{\"a}t unerl{\"a}sslich ist. Die Expression der P. sativum alpha-Dioxygenase in keimenden Erbsen und jungen Erbsenpflanzen wurde sowohl in ihrem zeitlichen Verlauf als auch hinsichtlich der Gewebespezifit{\"a}t betrachtet. Die Ergebnisse zeigten, dass Keimung zu einer deutlichen Akkumulation von alpha-Dioxygenase mRNA in Erbsen f{\"u}hrte. Auch alpha-Dioxygenase Protein war in großer Menge in keimenden und jungen Erbsenpflanzen vorhanden. Ausgepr{\"a}gte Gewebespezifit{\"a}t war festzustellen: alpha-DOX mRNA fand sich fast ausschließlich in Wurzeln von Erbsenpflanzen, in Sprossgewebe dagegen war sie kaum vorhanden. Im Gegensatz dazu lag alpha-DOX Protein gleichermaßen in Spross- und in Wurzelgewebe vor. Parallel zur Reifung der Pflanzen nahm die Menge an alpha-DOX mRNA und Protein ab. Alpha-Dioxygenase-Aktivit{\"a}t war bereits in trockenen Samen detektierbar, w{\"a}hrend der Keimung nahm sie deutlich zu. Im Vergleich von Spross- und Wurzelgewebe war die Aktivit{\"a}t in Wurzeln h{\"o}her, bezogen sowohl auf das Frischgewicht der Pflanzen als auch auf die Menge an Gesamtprotein (spezifische Aktivit{\"a}t). Die Untersuchungen an Wurzeln zeigten, dass die Aktivit{\"a}t bezogen auf das Frischgewicht der Pflanzen {\"u}ber den betrachteten Zeitraum kaum variierte, w{\"a}hrend die spezifische Aktivit{\"a}t mit zunehmendem Alter der Pflanzen kontinuierlich zunahm. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass in Erbsen mehrere alpha-Dioxygenase-Isoenzyme vorhanden sind, so wie man dies f{\"u}r andere h{\"o}here Pflanzen bereits postuliert hat. Ein zellprotektiver Effekt von alpha-Dioxygenasen auf Pflanzen w{\"a}hrend der Interaktion mit Pathogenen ist bekannt. M{\"o}glicherweise ist dies auch der Grund f{\"u}r eine verst{\"a}rkte Expression w{\"a}hrend der Keimung von Pflanzen. Die bevorzugte Expression in Wurzeln k{\"o}nnte auf eine Funktion als permanentes Schutzsystem gegen Infektion hindeuten.},
  subject      = {Erbse},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schraut2004,
  author    = {Schraut, Daniela},
  title     = {Auswirkungen von externen Stressbedingungen auf die radialen Wasser- und ABA-Fl{\"u}sse und den endogenen ABA-Gehalt des Wurzelgewebes von Maiskeimlingen (Zea mays L.)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13163},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es den Zusammenhang zwischen dem endogenen und internen ABA-Gehalt des Wurzelgewebes und dem radialen ABA- und Wasserfluss zu untersuchen und zu {\"u}berpr{\"u}fen ob diese Faktoren durch unterschiedliche N{\"a}hrstoffbedingungen beeinflusst werden. Der radiale Transportweg von ABA wurde ebenfalls untersucht. • In dieser Arbeit konnte das erste Mal gezeigt werden, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem endogenen und internen ABA-Gehalt des Wurzelgewebes und dem radialen Wasser- und ABA-Transport besteht. Unter vergleichbaren Bedingungen k{\"o}nnen aus einem gegebenen ABA-Gehalt R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die radialen Wasser- und ABA-Fl{\"u}sse gezogen werden. • W{\"a}hrend Kalium- und Calciummangel und die Kultur in CaSO4 den radialen Wasserfluss von Maiskeimlingen stimulierten, war Jv unter Nitratmangel reduziert. Phosphat- und Sulfatmangel wirkten sich nicht auf den Wasserhaushalt von Maiskeimlingen aus, trotz einem deutlich reduzierten P- bzw. S-Gehalt konnten keine klaren Defizienzsymptome festgestellt werden. • Der endogene ABA-Gehalt im Wurzelgewebe von Maiskeimlingen war nur unter Kalium- und Nitratmangel erh{\"o}ht. • Der radiale ABA-Transport wurde unter Kalium-, Nitrat-, Calciummangel und in CaSO4-Kultur gesteigert. Der erh{\"o}hte ABA-Fluss in Kaliumdefizienten Keimlingen resultiert aus einer gesteigerten ABA-Biosynthese und dem erh{\"o}hten Wassertransport. Unter Nitratmangelbedingungen l{\"a}sst sich der gesteigerte ABA-Fluss anhand des erh{\"o}hten ABA-Gehaltes im Wurzelgewebe erkl{\"a}ren. Die erh{\"o}hte ABA-Konzentration im Xylemsaft von Keimlingen aus Calciummangel- und CaSO4-Kultur ist das Ergebnis des gesteigerten Wassertransportes. Phosphat- und Sulfatmangel hatten keine Auswirkungen auf den ABA-Fluss. • Salzstress (50 mM) reduzierte den radialen Wasserfluss deutlich. Der erh{\"o}hte endogene ABA-Gehalt im Wurzelgewebe hatte keinen Einfluss auf Jv und JABA. Die Auswirkungen von Salzstress waren voll reversibel. • 100 nM externe ABA wirkte sich unter allen untersuchten N{\"a}hrstoffbedingungen gleichermaßen stimulierend auf Jv und JABA aus. In NaCl-gestressten Keimlingen zeigte externe ABA keinen Effekt. • Eine M{\"o}glichkeit zur Immunolokalisation von ABA in Wurzelquerschnitten von Maiskeimlingen wurde entwickelt und optimiert. • Die Visualisierung des radialen ABA-Transportes anhand der Immunolokalisation mit monoclonalen Antik{\"o}rpern zeigte, dass Endo- und Exodermis eine apoplastische Barriere f{\"u}r den ABA-Transport darstellen. Die Ergebnisse lassen den R{\"u}ckschluss zu, dass die Exodermis die wirksamere Barriere f{\"u}r den ABA-Transport ist. • Wurzeln von Maiskeimlingen bildeten unter Nitratmangelbedingungen eine Exodermis aus und verst{\"a}rkten die Suberinisierung der Endodermis. Unter Kaliummangel konnten keine verst{\"a}rkten Barriereeigenschaften beobachtet werden. In der vorliegenden Arbeit konnte zum ersten Mal aufgezeigt werden, dass eine signifikant hohe Korrelation zwischen dem endogenen ABA-Gehalt des Wurzelgewebes und dem ABA- bzw. Wassertransport besteht. Die ebenfalls positiv signifikant hohe Korrelation zwischen dem radialen Wasser- und ABA-Transport zeigt einen apoplastischen ABA-Transport an. Mit zunehmendem Wasserfluss steigt auch die ABA-Konzentration im Xylem. Ein apoplastischer radialer bypass der ABA konnte auch mit Hilfe der Immunolokalisation nachgewiesen werden.},
  subject      = {Mais},
  language  = {de}
}