Biogenese pflanzlicher Peptidhormone

Peptide spielen als Peptidhormone und Wachstumsregulatoren eine wichtige Rolle in der Steuerung von Entwicklungsprozessen. Auch an der Aktivierung pflanzlicher Abwehrmechanismen gegen Schädlinge und Pathogene sind Peptide als Signalmoleküle beteteiligt. Diese Peptide werden  in der Regel als größere, inaktive Vorläuferproteine synthetisiert. Erst durch die proteolytische Freisetzung aus seinem Vorläufer wird ein solches Peptid aktiviert. Die für die Peptidreifung verantwortlichen Proteasen übernehmen damit eine wichtige Rolle bei der hormonellen Signalübetragung. Unser Ziel ist es, diese Proteasen zu identifizieren und ihre Rolle bei der Biogenese pflanzlicher der Peptidhormone zu verstehen.

Wir konnten zeigen, dass die für die Peptidreifung verantwortlichen Enzyme zur Familie der Subtilisin-ähnlichen Proteasen (Subtilasen) gehören. Arabidopsis verfügt über 56 Subtilase-Gene, in Tomate sind es sogar 86. Diese Proteasen werden ebenfalls als inaktive Vorläufer gebildet. Innerhalb des sekretorischen Weges wird die inhibitorische Prodomäne abgespalten und die Protease wird aktiviert. Wir untersuchen die Funktion einzelner Subtilasen durch gain- (Überexpression) und loss-of-function Analysen (T-DNA Insertion und CRISPR/Cas9 Mutagenese). Die Expression der Subtilasen untersuchen wir mit Hilfe von Reportergenen in transgenen Pflanzen.