PR-Protein CBP20Das : Untersuchungen zur Induktion der Synthese und Akkumulation sowie zum innerzellulären Transport unter Verwendung von in vitro Kulturen des Tabak und der Hefe

Hensel, Götz

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-137

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Das PR-Protein CBP20 : Untersuchungen zur Induktion der Synthese und Akkumulation sowie zum innerzellulären Transport unter Verwendung von in vitro Kulturen des Tabak und der Hefe

German
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Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand die Identifizierung und Charakterisierung des wund-induzierbaren Tabakproteins CBP20. Es ist ein basischer Vertreter der 4. Gruppe der sogenannten 'pathogenesis-related' (PR)-Proteine und wird ähnlich reguliert wie die basischen PR-Proteine Beta-1,3-Glukanase und Chitinase, die jeweils zur Klasse I der PR-2- bzw. PR-3-Proteine gehören. Das Protein CBP20 wird konstitutiv in Tabaksuspensionskulturen sowie in der Wurzel und in älteren, 'source' Blättern von Tabakpflanzen akkumuliert. Die Akkumulation des Proteins kann durch Seneszenz, Salicylsäure und Schwermetalle, insbesondere durch Zinkchlorid induziert werden. Wir konnten zeigen, daß die Akkumulation der m-RNA nicht immer in der Akkumulation des entsprechenden Proteins resultiert, so daß CBP20 vermutlich sowohl transkriptional als auch post-transkriptional reguliert wird. Das Auxin 2,4 Dichlorophenoxyessigsäure (2,4 D) stimuliert die extrazelluläre Akkumulation von CBP20 in Suspensionskulturen. Wir konnten zeigen, daß CBP20 generell in die Zellwand von supensionskultivierten Zellen exportiert wird, aber nur bei Anwesenheit von 2,4 D ins Medium entlassen wird. 2,4 D bewirkt eine Erhöhung der Porengröße der Zellwand und vermindert die Bindungsstärke des Proteins an die Zellwand. Weiterhin wurden CBP20-Promotoren isoliert sowie Untersuchungen zum innerzellulären Transport von CBP20 in Hefezellen gezeigt.

The aim of this work was the identification and characterisation of the wound-inducible tobacco protein CBP20. It is a basic representative of the pathogenesis-related (PR)-proteins of the group PR-4. It is similarly regulated as the basic proteins class I Beta-1,3-glucanase and class I chitinase of PR-2 and PR-3, respectively. The protein is constitutively accumulated in suspension-cultured cells as well as in roots and lower source leaves of healthy tobacco plants. The accumulation of the protein is induced by senescence, salicylic acid and heavy metals, especially zinc chloride. Accumulation of CBP20-mRNA not always resulted in the accumulation of the respective protein leading to the suggestion that the expression of CBP20 is transcriptionally as well as post-transcriptionally regulated. Depending on the phytohormones present in the culture medium, CBP20 has been also detected in the medium of suspensions. The auxin 2,4 dichlorophenoxyacetic acid (2,4 D) stimulates extracellular accumulation. We have demonstrated that CBP20 is localized in the cell wall of suspension cultured cells but it is only released into the medium in the presence of 2,4 D. 2,4 D increases the pore size of cell walls of suspension-cultered cells and decreases the strengtheness of CBP20-binding to the cell wall. Furthermore, putative CBP20 promoters have been isolated and investigations on innercellular transport of CBP20 in yeast have been shown.