Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Pektin Methylesterasen (PMEs) und PME- Inhibitor (PMEI)-verwandte Proteine im Maispollen : Genexpression, subzelluläre Lokalisation und funktionelle Charakterisierung

Stratmann, Rolf

English Title: Pectin methylesterase (PME) and PME-inhibitor(PMEI)-related proteins in maize pollen : Gene expression, subcellular localisation and functional characterisation

[img]
Preview
PDF, German Print-on-Demand-Kopie (epubli)
Download (4Mb) | Lizenz: Print on Demand

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

Pektin Methylesterasen (PMEs) und Pektin Methylesterase Inhibitor verwandte Proteine (PMEI-RPs) im Maispollen: Genexpression, subzelluläre Lokalisation und funktionelle Charakterisierung Während der Pollenentwicklung und dem Pollenschlauchwachstum spielen dynamische Veränderungen der Pektinzusammensetzung in der Zellwand eine entscheidende Rolle. Besonders die durch Pektin Methylesterasen vermittelte Demethylierung der Pektinmatrix hat Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften der Zellwand. Durch MALDI- bzw. ESI-TOF Untersuchungen von Maispollenproben und Datenbankrecherchen wurden unterschiedliche Pektin Methylesterasen identifiziert. Nach Erhalt der vollständigen cDNSs wurden diese in bakterielle und eukaryotische Expressionsvektoren kloniert. Von den vier identifizierten PMEs besitzen zwei Isoformen eine für Typ I charakteristische Prodomäne. Die anderen zwei Isoformen besitzen keine Prodomäne und gehören zu den Typ II PMEs. Mit Hilfe der rekombinanten Proteine sollen, mittels in vitro Untersuchungen, die biologische(n) Funktion(en) aufgeklärt werden. Mittels semiquantitativer RT-PCR wurden die Expressionsstärken und die Pflanzenorgane, in denen die entsprechenden Gene transkribiert werden, ermittelt. PMEI-RPs konnten nur in Antheren und sich entwickelnden Pollen nachgewiesen werden. Die PMEs konnten sowohl in Maisblättern, Pollen, als auch in weiteren Pflanzenorganen nachgewiesen werden. Die subzelluläre Lokalisation der PMEI-RPs wurde zusätzlich durch Fraktionierungen, durch immunocytochemischen Untersuchungen und durch transiente Expression von PMEI-RP::Reportergen-Chimären untersucht. Erstaunlicherweise führten die rekombinanten und nativen PMEI-RPs weder zu einer Inhibition der PME-Aktivität noch zu einer Inhibition mit Invertasen (Zellwand und Vakuolen-Isoformen). Zusätzlich wurden ß-1,3-Glucanasen, Polygalacturonasen und Inulasen durch in vitro Tests als mögliche Zielproteine ausgeschlossen. In Größenausschluss-Chromatographien unterschiedlicher Maispollen-Proben und rekombinanter PMEI-RPs konnten nur monomere PMEI-RPs bei ihrem erwarteten Mr ohne Hinweis auf einen Bindepartner nachgewiesen werden. Versuche mit Chemikalien, die Proteinkomplexe quervernetzen, führten ebenfalls zu keinen nachweisbaren PMEI-RP Zielproteinkomplexen. Es liegt nahe, dass einige Isoformen der kürzlich identifizierten komplexen PMEI-RP Familien entweder andere Zielproteine als Pektin Methylesterasen und Invertasen haben, oder alternativ, weitere noch unbekannte Funktionen aufweisen. Die Expression der PMEI-RP2 Isoform führte zu einer Reduktion des Pollenschlauchwachstums, was auf eine Interaktion von PMEI-RPs mit PMEs deuten könnte.

Translation of abstract (English)

Pectin methylesterase (PME) and PME-inhibitor(PMEI)-related proteins in maize pollen: Gene expression, subcellular localisation and functional characterisation During pollen development and pollen tube growth, dynamic changes in the pectin component of the cell wall are thought to play a crucial role. In particular, pectin methylesterase-mediated demethylation affects the physical properties of the cell wall. Through MALDI- and ESI-TOF studies of maize pollen samples respectively and databank researches different pectin methylesterases have been identified. After aquiring the full length cDNAs they were cloned into bacterial and eukaryotic expression vectors. Among the four identified PMEs, two isoforms contained a prodomain, which is typical for type I PMEs, whereas the other two were without, which is typical for type II PMEs. With the help of the recombinant proteins the biological functions of the targetproteins should be clarified through in vitro assays. Via semiquantitative RT-PCRs the expression levels and the plant tissues, in which the corresponding genes are transcribed, have been determined. PMEs could be confirmed in maize leaves, pollen, as well as in other plant tissues. The subzellular localization of the PMEI-RPs was also adressed by differential extraction, by immunocytochemical analysis, and by transient expression of PMEI-RP::reportergen fusions. Surprisingly, recombinant and native PMEI-RPs showed no inhibition of PME activity, neither was an inhibition observed with invertases (vacuolar and cell wall isoforms). Additionally ß-1,3-glucanase, polygalacturonase and inulase have been excluded as target proteins by in vitro assays. Size exclusion chromatography of different maize pollen samples and recombinant PMEI-RPs revealed only free PMEI-RPs at their expected Mr with no indication of binding to other target proteins. Also, cross-linking experiments failed so far to identify any target enzyme(s) for the cloned PMEI-RPs. The conclusion is, that some members of the recentyl identified, complex PMEI-RP families either bind to target enzymes other than invertases and PMEs, or alternatively, exhibit additional yet unknown functions. The transient expression of PMEI-RP2 resulted in a reduction in pollen tube length, indicating a possible interaction of PMEI-RPs with PMEs.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Rausch, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 6. June 2007
Date Deposited: 12. Jun 2007 14:19
Date: 2007
Faculties / Institutes: Service facilities > Centre for Organismal Studies Heidelberg (COS)
Subjects: 580 Botanical sciences
Controlled Keywords: Pektinesterase, Invertase, Pollen, Mais, Charakterisierung, Enzyminhibitor
Uncontrolled Keywords: pectinesterase , invertase , inhibitor , maize , characterisation , pollen
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative