Funktionelle Charakterisierung des 2-Oxoglutarat/Malat-Translokators in sich entwickelnden Samen von Pisum sativum

Abstract

Die in der inneren plastidären Membran eingebetteten Transportproteine regulieren den Austausch von Metaboliten mit dem umgebenen Zytoplasma. Der 2-Oxoglutarat/Malat-Translokator (OMT) ist für den Import des Kohlenstoffgerüstes 2-Oxoglutarat in die Plastiden zuständig, welches im GS/GOGAT-Zyklus unter Bildung von Glutamat aminiert wird. Der OMT ist aufgrund der hohen Expression in sich entwickelnden Erbsensamen für die Reserve-stoffeinlagerung wichtig. Durch eine Antisense-Inhibition des OMTs konnte der mRNA-Level sowie die Transportraten des 2-Oxoglutarates und des Malates um 50 bis 70 % reduziert werden. Die OMT-antisense-Erbsen zeigen ein höheres Level an organischen Säuren, an Ammonium und Saccharose sowie ein verändertes Verhältnis von Asn:Asp und Gln:Glu. Der verringerte Aminosäuregehalt weist auf eine Substratlimitation des GS/GOGAT-Zyklus durch den verminderten Import von 2-Oxoglutarat hin. Die reifen Erbsensamen haben ein geringeres Samengewicht sowie ein verminderten Gehalt an Reserveproteinen. Durch Transkript- und Metabolitanalysen konnten Veränderungen sowohl im Stickstoff- als auch im Kohlenstoffmetabolismus nachgewiesen werden. Durch die vermehrte Expression plastidärer Gene ist eine verschobene Plastidenentwicklung nachweisbar.