Mitarbeiter im Fachbereich Biologie
| Weis, Engelbert, Prof. Dr. rer. nat. | ||
| Westfälische Wilhelms-Universität Münster Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen Schlossgarten 3 D48149 Münster / Germany Tel: + 49 - 251 - 83-2 3810 Fax: + 49 - 251 - 83-2 3823 E-mail:  weise@uni-muenster.denet: http://www.uni-muenster.de/Biologie.IBBP/agweis/index.html | ||
| wissenschaftlicher Werdegang | ||
| 1969 - 1972 Studium der Biologie an der Universität in Bonn 1975 Promotion am Botanischen Institut in Bonn 1976 - 1985 Assistent am Botanischen Institut der Universität Düsseldorf Forschung: Photosynthese, Temperatur- und Lichtstress, Chlorophyll-Fluoreszenz 1985 Habilitation im Fach Botanik 1985 - 1987 Forschungsaufenthalt an der Carnegie Institution of Wash., Stanford University (USA) Forschung: Lichtstress und Regulation von Photosystem II 1987 - 1988 Botanisches Institut der Universität Düsseldorf Seit 1989 Professur für Botanik am Institut für Botanik der Universität Münster; | ||
| Lehrschwerpunkte | ||
| Pflanzenphysiologie (Stoffwechsel, Entwicklung, pflanzliche Stressantworten, Abwehr) Vorlesung und Übungen im Aufbaumodul "Genetik, Zellbiologie und Physiologie" Wahlpflichtmodul "Molekularbiologie und Physiologie der Pflanzen" Fortgeschrittenenmodul "Primärstoffwechsel in Pflanzen bei Pathogenabwehr" | ||
| Forschungsschwerpunkte | ||
| Funktionelle Organisation der Thylakoide und Kontrolle des photosynthetischen Elektronentransports (zusammen mit PD Dr. Helmut Kirchhoff) Photosynthese und Primärstoffwechsel bei pflanzlicher Abwehr | ||
| ausgewählte Projekte | ||
| KONTROLLE DES PHOTOSYNTHETISCHEN ELEKTRONENTRANSPORTS DURCH PLASTOCYANIN. Der lichtgetriebene photosynthetische Elektronentransport der Chloroplasten liefert NADPH und ATP, die im Assimilationsstoffwechsel verbraucht werden. „Überschiessende“ Photoreaktionen können jedoch destruktiv für photosynthetisch aktive Zellen werden, da durch sie reaktive Sauerstoffspezies (ROS) produziert werde. Offenbar ist Plastocyanin (PC) ein wichtiger Kontrollfaktor bei der Begrenzung der Lichtreaktionen. PC ist ein kleines kernkodiertes Kupferprotein, das im Lumen der Thylakoide den Elektronentransfer zwischen den großen Thylakoidkomplexen, Cytochrom-bf und Photosystem I vermittelt. Diese Komplexe, an deren Synthese weit über hundert Gene beteiligt sind, sind stabil und passen sich nur langsam an. PC wird hingegen rasch reprimiert, wenn der Export von löslichen Kohlenhydraten gestört und der Assimilationsstoffwechsel reprimiert wird. Das beobachten wir u.a. in transgenen Tabakpflanzen mit gestörtem Phloemtransport. In diesen Pflanzen reichern sich lösliche Zucker im Mesophyll an („Hochzuckerstatus“). An der Repression von PC sind möglicherweise eine zuckerabhängie Repression des Plastocyaningens sowie eine Protease beteiligt. Die weiteren Arbeiten konzentrieren sich auf eine besonders schnelle PC - Repression (wenige Stunden), ausgelöst durch Infektion (s. Projekt Primärstoffwechsel und Abwehr). Das Projekt schließt biochemische, molekulare und spektroskopische Methoden ein. Mitarbeit: PD H. Kirchhoff, M.A. Schöttler (bis 2004), Julia Maurer. Bisher hierzu veröffentlicht: KIRCHHOFF, H. SCHÖTTLER, M. A., MAURER, J. Weis, E. 2004 BIOCHIM BIOPHYS ACTA 1659 SCHÖTTLER, M. A., KIRCHHOFF, H., WEIS, E. 2004 PLANT PHYSIOL 136 PHOTOSYNTHESE, PFLANZLICHER PRIMÄRSTOFFWECHSEL UND PATHOGENABWEHR Die Abwehr von Pflanzenzellen gegen mikrobielle Pathogene erfordert Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten und Energie. Dazu müssen Atmung und oxidativer Pentosephosphatweg (cytosolisch und plastidär) aktiviert sein. In photosynthetisch aktiven Mesophyllzellen (Blattgewebe) sind diese Stoffwechselwege jedoch zugunsten des Assimilationsstoffwechsels reprimiert. Unmittelbar nach Infektion wird in Blättern Primärstoffwechsel zugunsten eines kohlenhydratverbrauchenden, „heterotrophen“ Stoffwechsels umgeschaltet. „Hypersensitive Reaktion" (HR) wird erst ausgelöst, wenn die Photosynthese vollständig reprimiert ist. Wir untersuchen diese Stoffwechselumschaltung in Tabakblättern während der ersten Stunden nach Infektion mit dem pathogenen Oomyceten Phytophtera nigotiana. Dazu gehören im Einzelnen: - infektionsbedingte Calloseeinlagerung an Mesophyllzellen und Blockade des Zuckerexports; - Rolle der apoplastidären Invertase (Repression von Invertase Isoformen mittels RNAi Technik); - Hemmung der CO2 Aufnahme am Infektionsort durch Verschluss der Stomata; - Hemmung des photosynthetischen Elektronentransports (Repression von Plastocyanin); - Aktivierung und Rolle von cytosolischer und plastidärer G6PDH bei der Abwehr; - Zusammenhang von Photosyntheserepression, Kohlenhydratstatus und HR in infizierten Zellen. Neben biochemischen und molekularen Ansätzen kommt hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie (konfocal) zur Anylyse verschiedener zellulärer Prozesse zur Anwendung. Photosynthetische Prozesse werden durch hochauflösendes "chlorophyll - a - fluorescence imaging" sichtbar gemacht. (Mitarbeit: J. Scharte, H. Schön, J. Essmann, J. Maurer) Bisher hierzu veröffentlicht: SCHARTE, J., SCHÖN, H., WEIS, E., 2005, PLANT, CELL AND ENVIRONMENT (IM DRUCK) | ||
| ausgewählte Publikationen | ||
| KIRCHHOFF; H., HORSTMANN, S., WEIS, E. (2000) Control of the photosynthetic electron transport by PQ diffusion microdomains in thylakoids of higher plants, BIOCHIM BIOPHY ACTA 1459, 148-168 MENG, Q., SIEBKE, K., LIPPERT, P., BAUR, B., MUKHERJEE, U, WEIS, E. (2001): Sink-source transition in tobacco leaves visualized using chlorophyll fluorescence imaging, NEW PHYTOLOGIST, Vol. 151, 585-595 TREMMEL, I. G., KIRCHHOFF, H., WEIS, E., FARQUHAR, G. D. (2003) Dependence of plastoquinol diffusion on the shape, size, and density of integral thylakoid proteins. BIOCHIM. BIOPHYS. ACTA 1607, 97-109 KIRCHHOFF, H. SCHÖTTLER, M. A., MAURER, J. Weis, E. (2004): Plastocyanin redox kinetics in spinach chloroplasts: evidence for disquilibrium in the high potential chain. BIOCHIM. BIOPHYS. ACTA 1659, 46-72 SCHÖTTLER, M. A., KIRCHHOFF, H., WEIS, E. (2004): The Role of Plastocyanin in the Adjustment of the Photosynthetic Electron Transport to the Carbon Metabolism in Tobacco. PLANT PHYSIOLOGOGY 136, 4265-4274 TREMMEL, I. G., WEIS, E., FARQUHAR, G. D. (2005): The Influence of Protein-Protein Interactions on the Organisation of Proteins within Thylakoid Membranes. BIOPHYS. J. 88(4), 2650-60. SCHARTE, J., SCHÖN, H., WEIS, E. (2005): Photosynthesis and carbohydrate metabolism in tobacco leaves during an incompatible interaction with Phytophthora ncotianae. PLANT, CELL & ENVIRONMENT (IM DRUCK) | ||
| ausgewählte Kooperationen | ||
| Prof. U. Sonnewald, FAU Erlangen Prof. R. Bock, Dr. M.A. Schöttler, MPI für Molekulare Pflanzenphysiologie, Golm Prof. G. Fraquhar, Res School of Biol. Sciences, Australien Natl. University, Canberra. | ||
