PT Unknown AU Frank, S TI Die Cysteinpeptidase HvPAP14 der Gerste und ihre Rolle beim Abbau plastidärer Proteine PY 2017 PU Christian-Albrechts-Universität zu Kiel WP https://macau.uni-kiel.de/receive/diss_mods_00020524 LA de DE HvPAP14; Cysteinpeptidase; Gerste; Hordeum vulgare; Seneszenz; Plastiden; Rubisco; PSBO; LHC; cysteine peptidase; barley; senescence; plastids AB Während der Seneszenz weist Gen der Papain-ähnliche Cysteinpeptidase (KDEL-Typ) HvPAP14 der Gerste eine hohe Expression auf. Zudem reichern sich die Proteinformen der HvPAP14 während der Seneszenz an, sind in geringeren Mengen aber auch in jungen Blättern zu finden. HvPAP14 konnte durch immunologische Analysen in Chloroplasten an der Thylakoidmembran lokalisiert werden. Der Abbau plastidärer Proteine ist essentiell für die Funktionserhaltung der Chloroplasten und spielt eine bedeutende Rolle bei Remobilisierungsprozessen während der Seneszenz, bei der Rubisco und Thylakoidmembranproteine die Hauptquelle des remobilisierten Stickstoffs bilden. Da Cysteinpeptidasen meist in vakuolären Kompartimenten auftreten und selten in Chloroplasten, wurde die subzelluläre Lokalisation von HvPAP14 mithilfe von RFP-Fusionsproteinen in lebenden Zellen untersucht. HvPAP14:RFP war im Endoplasmatischen Retikulum, in vesikulären Strukturen und an den Thylakoiden der Chloroplasten lokalisiert. Eine biochemische Charakterisierung rekombinanter HvPAP14 ergab, dass ihre Aktivierung bei pH 4-5 stattfindet und durch reduzierende Bedingungen begünstigt wird. Die Aktivität des reifen Enzyms wird von diesen Faktoren kaum beeinflusst. Zn2+-, Cu2+- und Fe2+-Ionen wirken inhibitorisch auf HvPAP14. Potentielle HvPAP14-Substrate wurden in in vitro-Untersuchungen auf RbcL, PSBO, LHCB1, LHCB2 bzw. LHCB3 sowie LHCB4, LHCB5 und LHCA3 eingegrenzt. In HvPAP14-überexprimierenden Protoplasten konnte der Abbau von RbcL, PSBO, LHCB1, LHCB5 und LHCA3 in vivo bestätigt werden. Der Abbau von LHC-Proteinen dient der Anpassung der Pflanzen an hohe Lichtintensitäten. In LHC-defizienten Gerstenpflanzen war die HvPAP14-Aktivierung verringert. Zudem gibt es Hinweise auf eine lichtabhängige Regulation der HvPAP14. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass HvPAP14 sowohl bei den Remobilisierungsprozessen während der Seneszenz als auch bei der Anpassung an die Lichtbedingungen in nicht-seneszenten Pflanzen eine Rolle spielt. PI Kiel ER