Arabidopsis thaliana - OPUS - Universität Würzburg

III. Ergebnisse
Jasmonsäure ist ein im Pflanzenreich weit verbreitetes Phytohormon, welches im
Chloroplasten und Peroxisom als Anwort auf einen Stressstimulus de novo
synthetisiert wird. Das Oxylipin JA leitet sich aus den dreifach ungesättigten
Fettsäuren Linolensäure (18:3) und „Roughanic acid“ (16:3), welche verestert in den
Galaktolipiden der Plastidenmembran vorliegen, ab. Gemäß dem klassischen „Vick-
Zimmerman-Pathway“ ist der initiale Schritt der JA-Biosynthese die Freisetzung von
18:3 bzw. 16:3 aus den Galaktolipiden mittels einer Lipase. Die freien Fettsäuren
werden anschließend durch drei konstitutiv vorliegende Enzym zu OPDA (Metabolit
aus 18:3) bzw. dnOPDA (Metabolit aus 16:3) synthetisiert. Darauffolgend werden
diese JA-Vorläufersubstanzen aus den Chloroplasten in die Peroxisome transportiert
und dort durch Reduktion sowie β-Oxidation zu Jasmonsäure umgewandelt. Im
Bezug auf die Biosynthese von JA besitzt A.thaliana eine bemerkenswerte
Besonderheit. Neben freier OPDA und dnOPDA weist A.thaliana hohe Gehalte dieser
beiden Oxylipine verestert in Galaktolipiden auf. Es ist davon auszugehen, dass in
Arabidopsis ein alternativer oder zusätzlicher Biosyntheseweg existiert, welcher
charkterisiert ist durch die Synthese von OPDA und dnOPDA in den Galaktolipiden
der Chlorolpastenmembran. Diese, in der Literatur als Arabidopside bezeichneten
Galaktolipide könnten als Speicher fungieren, welcher eine schnelle Freisetzung der
Zwischenprodukte der JA-Biosynthese nach einem Stressstimulus erlaubt.
Sowohl im klassischen „Vick-Zimmerman-Pathway“ als auch im postulierten
alternativen Syntheseweg ist die Aktivität einer Lipase essentiell für die Synthese von
JA.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es durch lipidomische Analyse von ausgewählten
plastidären Lipase-Einzelmutanten das initiale lipolytische Enzym der JA-Biosynthese
zu identifizieren sowie dessen Substratspezifität in vivo zu klären.
1. Quantitative und qualitative Bestimmung von Glycerolipiden in Rosetten-
blättern von A.thaliana
Sowohl gemäß dem klassischen „Vick-Zimmerman-Pathway“ als auch gemäß dem in
der Literatur postulierten alternativen Syntheseweg dienen Galaktolipide als Substrat
der JA-Biosynthese initierenden Lipase. Jedoch unterscheiden sich diese
Synthesewege in der Substratspezifität. Im klassischen „Vick-Zimmerman-Pathway“
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