Eine neue Klasse pflanzlicher Abwehrmolek\u00fcle beschreiben Marburger Forscher in einer Studie an Maispflanzen. Die sogenannten „Kiwelline“ bilden die Pflanzen als Abwehrreaktion gegen sch\u00e4dliche Pilze.
\nDie Ergebnisse der Studie wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ ver\u00f6ffentlicht. Das teilte die Philipps-Universit\u00e4t am Mittwoch (23. Januar) mit.
\nMais ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen weltweit. Die Pflanze dient als Nahrungsquelle, aber auch als Grundlage f\u00fcr Industrieprodukte bis hin zur Erzeugung von Biogas.
\nWenn Mais von Krankheiten befallen wird, kann das zu Hungersn\u00f6ten und zu gro\u00dfen wirtschaftlichen Sch\u00e4den f\u00fchren.
\nDer Pilz Ustilago maydis l\u00f6st beim Befall von Maispflanzen die Krankheit Maisbeulenbrand aus. Im Verlauf der Infektion werden vom Pilz eine Vielzahl sogenannter Effektormolek\u00fcle in die Maispflanze abgegeben, die die Infektion unterst\u00fctzen und die Immunantwort der Pflanze unterdr\u00fccken.
\nEine solche Funktion \u00fcbt auch die Chorismat Mutase 1 (Cmu1) aus. Dabei handelt es sich um ein Enzym, das der Pilz in den Mais abgibt, um dessen Shikimis\u00e4ure-Stoffwechselweg zu manipulieren. Dieser zentrale Stoffwechselvorgang ist auch f\u00fcr die Synthese bestimmter Aminos\u00e4uren notwendig.
\nZiel dieser Manipulation ist, die pflanzliche Produktion von Salizyls\u00e4ure zu verhindern. „Der wichtige Botenstoff Salizyls\u00e4ure signalisiert in der Pflanze die Infektion durch sch\u00e4dliche Organismen“, sagt Prof. Dr. Regine Kahmann.
\nIn der Studie fanden die Forschenden um Kahmann vom Max-Planck-Institut f\u00fcr terrestrische Mikrobiologie und Prof. Dr. Gert Bange vom Zentrum f\u00fcr synthetische Mikrobiologie (SynMicro) und vom Fachbereich Chemie der Philipps-Universit\u00e4t ein Protein, das die Aktivit\u00e4t von Cmu1 sehr erfolgreich hemmt. Es tr\u00e4gt den Namen „Kiwellin“.
\nAu\u00dferdem konnten sie den genauen Mechanismus durch R\u00f6ntgenkristallographie beschreiben. „Die Struktur zeigt eindr\u00fccklich, dass das Abwehrprotein den Zugang der Substrate und damit die katalytische Funktion der Cmu1 blockiert“, erkl\u00e4rte Bange.
\nWeiterf\u00fchrende Untersuchungen zeigten, dass Kiwelline zu einer gro\u00dfen Klasse von pflanzlichen Abwehrproteinen geh\u00f6ren. So finden sich allein im Mais 20 verschiedene Kiwelline, von denen allerdings nur eines die Aktivit\u00e4t des pilzlichen Effektormolek\u00fcls hemmt.
\nFr\u00fchere Studien haben die Produktion von Kiwellinen in Tomaten und Kartoffeln nach Befall durch sch\u00e4dliche Organismen gezeigt. Sie lie\u00dfen bereits vermuten, dass Kiwelline ein nicht unwesentlicher Teil einer universellen pflanzlichen Abwehrreaktion sein k\u00f6nnten. Diese Annahme haben die Marburger Forschenden nun best\u00e4tigen k\u00f6nnen.
\nDamit legen sie auch den Grundstein f\u00fcr die Identifikation weiterer Kiwelline und ihrer Zielproteine in anderen Organismen. Mittelfristig k\u00f6nnte das eine biotechnologische Nutzung von Kiwellinen als Alternative zu fungiziden Pflanzenschutzmitteln erm\u00f6glichen.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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