Die Signaltransduktion über Inositol-1,4,5-trisphosphat in Sonnenblumen-Hypokotylprotoplasten am Beispiel des Schwerkraftreizes
Die Signaltransduktion über Inositol-1,4,5-trisphosphat in Sonnenblumen-Hypokotylprotoplasten am Beispiel des Schwerkraftreizes
dc.contributor.advisor | Schnabl, Heide | |
dc.contributor.author | Müller, Georg | |
dc.date.accessioned | 2020-04-03T08:08:46Z | |
dc.date.available | 2020-04-03T08:08:46Z | |
dc.date.issued | 2000 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.11811/1648 | |
dc.description.abstract | Sonnenblumen-Hypokotylprotoplasten (HCPs) wurden als Model zur Prüfung der Hypothese verwendet, daß das PI-System Bestandteil der schwerkraftinduzierten Signaltransduktion ist. Hierzu wurde der second messengers Ins(1,4,5)P3, als ein zentrales Intermediärprodukt der PI-System abhängigen Signaltransduktion quantitativ in HCP-Extrakten analysiert. Zunächst wurde eine Methode entwickelt, mit der sich vitale Protoplasten schnell und in ausreichender Menge isolieren ließen. Zur Vitalitätsbeurteilung wurde neben den üblichen Vitalitätstests (lichtmikroskopische Beurteilung, FDA-Test), eine weitere Methode etabliert, mit der die Auxin-abhängige Aktivierung der PM/H+-ATPase in vivo gemessen werden konnte. Diese berücksichtigt auch mögliche Rezeptorschäden an der Plasmamembran und ermöglicht es zudem die Versuchsbedingungen des Protoplasten-Systems zu verbessern. Mit dem optimierten Protoplasten-System konnte eine konzentrationsabhängige Aktivierung der PM/H+-ATPase durch Auxin gemessen werden, die sich durch den H+-ATPase-Inhibitor DCCD inhibieren ließ. Eine Inhibierung durch den PI-System-Inhibitor Neomycin war unter den gegebenen Bedingungen nicht nachweisbar. Daher ist eine Beteiligung des PI-Systems an der Auxin-abhängigen Aktivierung der PM/H+ATPase eher unwahrscheinlich. Dennoch ergaben Zeitreihenuntersuchungen quantitative Veränderungen der Ins(1,4,5)P3-Gehalte in Auxin-stimulierten (100 µM) HCPs. Mit der mdd-HPLC (metal-dye-detection HPLC) wurde eine Methode zur nicht-radioaktiven Detektion und Quantifizierung von Ins(1,4,5)P3 in HCP-Extrakten etabliert. Nach einer erforderlichen Optimierung der Hardware konnte Ins(1,4,5)P3 isomerspezifisch und hoch sensitiv (10 pmol) detektiert werden. Die Analysen von HCP-Extrakten mit der alkalischen mdd-HPLC zeigten einen mit Ins(1,4,5)P3 koeluierender Peak, dessen Identität durch drei unabhängige Methoden (3-Phytase-Abbau, UV-Absorption, Rechromatographie) bestätigt wurde. Experimente mit simulierter Schwerelosigkeit sowie mikro-Gravitation ergaben erste Hinweise, daß HCPs als autonome Einheit Veränderungen des g-Vektors wahrnehmen können und stützen somit die Hypothese, daß das PI-System an der Umsetzung des physikalischen Reizes Schwerkraft in ein chemisches Signal beteiligt ist. Ferner konnte gezeigt werden, daß auch eine mechanische Stimulation zu einer Aktivierung des PI-Systems in HCPs führt. | |
dc.description.abstract | Gravity-dependent signaltransduction of Inositol-1,4,5-trisphosphat in sunflower-hypocetylprotoplasts Protoplasts of sunflower hypocotyls (HCPs) were used as a model to prove the hypothesis that the PI-System is part of the gravi-induced signal-transduction. Therefore a method had to be developed to isolate a large quantity of vital protoplasts. To investigate the vitality of the protoplasts a further method beside the classical tests (light- microscopy, FDA-test) has been established, which measures the auxin-dependent activation of the PM/H+-ATPase in vivo. This method also considers a defective receptor at the plasmamembrane and is a useful tool to optimise the conditions of the protoplast-system. Using the optimized protoplast-system, a concentration-dependent activation of the PM/H+-ATPase in response to auxin was observed. The effect could be repressed by the H+-ATPase inhibitor DCCD. Since neomycin (an inhibitor of the PI-system) did not inhibit the auxin-dependent activation of the PM/H+-ATPase, there is no evidence that the PI-System is part of the auxin-induced signal-transduction which leads to an activation of the PM/H+-ATPase. Nevertheless, auxin (100 µM) also causes time- dependent changes of free Ins(1,4,5)P3, the main intermediate product of the PI-System dependent signal-transduction, in auxin-stimulated HCPs. To detect and quantify the second messenger Ins(1,4,5)P3 in HCP-extracts a non-radioactive method called metal-dye-detection HPLC (mdd-HPLC) has been established. After optimising the hardware this highly isomer-specific method could detected Ins(1,4,5)P3 down to 10 pmol. Running HCP-extracts through the alkaline mdd-HPLC one peak showed co-elution with Ins(1,4,5)P3. Three newly developed, independent methods (3-phytase-breakdown, UV-absorption, rechromatography) confirmed the identity. Experiments with simulated weightlessness and micro-gravity gave first indications that HCPs present autonomous units, which are capable of sensing a changing g-vector. Moreover, they enforce the hypothesis that the PI-system is part of the signal-transduction-chain, converting the physical stimulus into a chemical signal. Furthermore it has been shown that a simple mechanical stimulation of HCPs leads to an activation of the PI-system. | |
dc.language.iso | deu | |
dc.rights | In Copyright | |
dc.rights.uri | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ | |
dc.subject | Inositolphosphate | |
dc.subject | Signaltransduktion | |
dc.subject | Schwerkraft | |
dc.subject.ddc | 630 Landwirtschaft, Veterinärmedizin | |
dc.title | Die Signaltransduktion über Inositol-1,4,5-trisphosphat in Sonnenblumen-Hypokotylprotoplasten am Beispiel des Schwerkraftreizes | |
dc.type | Dissertation oder Habilitation | |
dc.publisher.name | Universitäts- und Landesbibliothek Bonn | |
dc.publisher.location | Bonn | |
dc.rights.accessRights | openAccess | |
dc.identifier.urn | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-00178 | |
ulbbn.pubtype | Erstveröffentlichung | |
ulbbnediss.affiliation.name | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn | |
ulbbnediss.affiliation.location | Bonn | |
ulbbnediss.thesis.level | Dissertation | |
ulbbnediss.dissID | 17 | |
ulbbnediss.date.accepted | 27.04.2000 | |
ulbbnediss.institute | Landwirtschaftliche Fakultät / Institut für Landwirtschaftliche Botanik | |
ulbbnediss.fakultaet | Landwirtschaftliche Fakultät | |
dc.contributor.coReferee | Goldbach, Heiner E. |
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