Forschungsbericht 1995-96
	Institut für Botanik und Botanischer Garten Schloßgarten 3 48149 Münster Tel. (0251) 83 - 2 38 10 Fax (0251) 83 - 2 38 23 Geschf. Direktor: Prof. Dr. B. Gerhardt

Forschungsschwerpunkte 1995 - 1996 Fachbereich 18 - Biologie Institut für Botanik und Botanischer Garten Arbeitsbereich Prof. Dr. B. Gerhardt

Kataboler Fettsäurestoffwechsel in pflanzlichen Zellen

Das klassische mitochondriale System des Fettsäureabbaues ist für Zellen höherer Pflanzen bisher nicht belegt; die ß-Oxidation der Fettsäuren erfolgt in den Peroxisomen, regulären Organellen der pflanzlichen Zelle. In Fortsetzung der Arbeiten zur biochemischen und funktionellen Charakterisierung des peroxisomalen ß- Oxidationssystems wurden:

a) die Reinigung und Charakterisierung der Acyl-CoA-synthetase bearbeitet, eines Proteins der Peroxisomenmembran, das möglicherweise auch am Transport der Fettsäuren über die Peroxisomenmembran beteiligt ist;

b) Aspekte einer - auf enzymatischem Niveau ablaufenden - Regulation des peroxisomalen Fettsäureabbaues bei der Mobilisierung pflanzlicher Speicherfette untersucht. Aufgrund der Befunde einer kinetischen Analyse des Abbaues langkettiger Acyl-CoA-ester (Fettsäuren) wurde postuliert, daß am kompletten Abbau langkettiger Acyl-CoA-ester zu Acetyl-CoA zwei hintereinander geschaltete ß-Oxidationssysteme beteiligt sind, die selektiv lang- bzw. kurzkettige Acyl-CoA-ester umsetzen. Mittels chromatographischer Verfahren wurden für Enzyme der peroxisomalen ß-Oxidation Isoformen nachgewiesen, die jeweils Acyl-CoA-ester bestimmter Kettenlänge selektiv umsetzen. Einige der Isoformen wurden bisher gereinigt und charakterisiert. Isoformen, die selektiv kurzkettige Acyl-CoA-ester umsetzen, sowie die ß-Oxidation kurzkettiger Acyl-CoA-ester unterliegen einer Hemmung durch langkettige Acyl-CoA-ester. Die bisher insgesamt erarbeiteten Befunde deuten darauf hin, daß der komplette Abbau eines langkettigen Acyl-CoA-esters einer Regulation durch den Acyl-CoA-ester selbst unterliegt und die Regulation darauf abzielt, daß nur begrenzt verfügbare Cofaktoren (CoASH, NAD) zunächst dem ß-Oxidationssystem mit Selektivität für langkettige (grenzflächenaktive) Acyl-CoA-ester zur Verfügung stehen und auflaufende kurzkettige Acyl-CoA-ester nachrangig abgebaut werden.

Beteiligte Wissenschaftler:

M. Deittert, Prof. Dr. B. Gerhardt (Leiter), Dipl.-Biol. S. Oeljeklaus

Veröffentlichungen:

Schwabedissen-Gerbling, H., B. Gerhardt: Purification and characterization of carnitine acyltransferase from higher plant mitochondria. Phytochemistry 39, 39-43, 1995

Gerhardt, B., K. Fischer, U. Maier: Effect of palmitoylcarnitine on mitochondrial activities. Planta 196, 720-726, 1995

Gerhadt, B., A. Kleiter: Peroxisomal catabolism of linoleic acid. In: Kader, J., P. Mazliak (eds.), Plant Lipid Metabolism, pp. 265-267, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1995

Papke, J., B. Gerhardt: Demonstration of citrate synthase in non-glyoxysomal peroxisomes. Plant Science 116, 131-140, 1996