Die Phosphorylierung von Signalproteinen bei der Elicitierung der Alkaloidbiosynthese in Eschscholzia californica

Abstract

Die Phosphorylierung von Signalproteinen bei der Elicitierung der Alkaloidbiosynthese in Eschscholzia californica. Zellkulturen des kalifornischen Mohns reagieren auf microbielle Elicitoren mit der Überproduktion von Benzophenanthrinalkaloiden. Der Transfer des externen Signals beinhaltet die Elicitor-vermittelte Aktivierung einer Phospholipase A2 und cytosolische pH-shifts. Zur Identifizierung von beteiligten Gen-Kontroll-Proteinen wurden die löslichen Proteine via 2D-Elektrophorese aufgetrennt und mit dem Phosphoprotein-Farbstoff ProQ-Diamond angefärbt. 20 min nach Elicitorkontakt bzw. künstlichen pH-shifts (ausgelöst durch Nigericin oder impermeable Puffer) stieg der Phosphorylierungsgrad von 5 Proteinen. Davon wurden 2 per MS/MS identifiziert: die cytosolische Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) und ein Al-induced-like protein. RNAi vermitteltes silencing des GAPDH-Gens in Keimwurzeln stoppte die Alkaloidproduktion und verminderte die Expression eines Schlüsselenzyms der Biosynthese. GAPDH funktioniert wahrscheinlich als „moonlighting protein“, das neben seiner enzymatischen Funktion für die Expression von Biosynthesegenen essentiell ist.