AG Acyl-CoA-Stoffwechsel - Projekte

Fettsäuremetabolismus in Arabidopsis

Trotz vielfältiger molekularer Hochdurchsatzverfahren und massivem Einsatz der Bioinformatik ist die biologische Funktion individueller Proteine im Metabolismus vielfach unverstanden. Das Projekt beschäftigt sich mit der Aufklärung der Funktion bislang nicht charakterisierter Proteine aus dem Fettsäuremetabolismus. Insbesondere die Auswirkungen bestimmter langketten-spezifischer Acyl-CoA Synthetasen (LACS) auf den pflanzlichen Lipidmetabolismus sollen untersucht werden. Die Veränderungen der Lipidzusammensetzung in verschiedenen LACS-Mutantenlinien scheinen einen massiven Einfluss auf die Morphologie der Pflanze als auch auf ihre Entwicklung zu nehmen. Der Fokus in diesem Projekt soll auf LACS-Gene mit bislang nicht charakterisierter biologischer Funktion gelegt werden. Durch die Analyse verschiedener Mutantenlinien soll die Bedeutung individueller LACS-Proteine im Lipidmetabolismus und für die pflanzliche Entwicklung aufgeklärt werden. Die Mutanten werden bezüglich Änderungen im Lipidstoffwechsel untersucht und die gewonnen Daten mit den Auswirkungen auf zellulärer Ebene abgeglichen. Angestrebt wird ein Modell des Fettsäuremetabolismus‘ in Arabidopsis, welches die molekulare Basis für die beobachteten morphologischen Änderungen der Mutanten erklären kann.

Import von Fettsäuren in die peroxisomale Matrix

Im Rahmen dieses Projekts soll der Mechanismus des Fettsäure-Imports in pflanzliche Peroxisomen bzw. Glyoxysomen untersucht werden. Im Mittelpunkt steht die Rolle des membranintegralen ABC-Transporters PXA und dessen Interaktion mit den beiden peroxisomalen, für langkettige Fettsäuren spezifischen Acyl-CoA-Synthetasen (LACS). In Arabidopsis sind peroxisomale LACS für den Abbau von Fettsäuren während der Keimlingsentwicklung essentiell. Inwieweit dies an ihrer Beteiligung am Import von Fettsäuren begründet liegt, soll in diesem Projekt untersucht werden. In Hefe ist gleichfalls ein ABC-Transporter für den Import der Fettsäuren in die Peroxisomen zuständig, aber eine peroxisomale LACS ist nicht involviert. Diese Ergebnisse deuten auf einen unterschiedlichen Mechanismus des ABC-Transporters in Pflanzen und Hefe hin. Durch gegenseitige Komplementation von Hefe- und Arabidopsis-Mutanten soll dieser Mechanismus analysiert werden und außerdem geklärt werden, ob der Fettsäure-Transport in Arabidopsis direkte Wechselwirkungen zwischen PXA und LACS erfordert. Darüber hinaus soll untersucht werden, ob Fettsäuren in Arabidopsis über alternative Importsysteme in die Peroxisomen gelangen können, um dort als Substrat für die ß-Oxidation zu dienen.

Fettsäuremetabolismus in Cyanobakterien und Hefen

Neben dem Fettsäuremetabolismus in Pflanzen beschäftigen wir uns mit dem Fettsäuremetabolismus in Cyanobakterien und Hefen. Dabei interessiert uns zum einen der Einfluss der Fettsäure-aktivierenden Enzyme auf den Im- und Export der Fettsäuren. Zum anderen, untersuchen wir, welche Auswirkungen Lipid-Remodeling und Autophagy auf den Fettsäuremetabolismus haben.