Funktionelle Charakterisierung von Cytochrom P450-Enzymen der CYP71-Familie bei Arabidopsis thaliana | Prof. Dr. Erich Glawischnig

Cytochrom P450-Enzyme sind Hämoproteine, die in allen Domänen des Lebens zu finden sind. Neben der klassischen Funktion als Monooxygenase wurden P450-Enzyme mit sehr unterschiedlichen Aktivitäten (z. B. C-C-Kopplung, Dehydratation, Ringerweiterung) identifiziert. Speziell in Pflanzen sind Cytochrom P450-Enzyme die bei weitem am stärksten diversifizierte Gruppe vom Hämoproteinen. In pflanzlichen Genomen finden sich jeweils mehrere hundert P450-codierende Gene. Nur ein geringer Bruchteil davon wurde funktional charakterisiert und für diese eine Beteiligung beispielsweise an der Biosynthese von Hormonen, Zellwandbestandteilen, sowie von Abwehrstoffen gegen Fraßfeinde und Pathogene gezeigt. Es steht zu erwarten, dass eine Vielzahl interessanter Reaktionsmechanismen pflanzlicher P450-Enzyme noch unentdeckt sind. In dem geförderten Projekt wird insbesondere die biologische Funktion der CYP71-Familie untersucht, die in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana stark expandiert ist und für die eine wichtige Rolle in der Interaktion Pflanze-Umwelt erwartet wird. Wir kombinieren nun metabolische Analysen von Insertions- und Deletionsmutanten in Arabidopsis mit der Charakterisierung von Enzymaktivitäten und Substratspezifitäten in heterologen Systemen. Es steht dabei zu erwarten, dass eine Reihe interessanter Reaktionen identifiziert werden können. Falls möglich, sollten die Reaktionsmechanismen, unter anderem durch Umsatz Schwerisotop-markierter Vorstufen näher untersucht werden.