@phdthesis{Kanwischer2007,
  author    = {Kanwischer, Marion},
  title     = {Phytol aus dem Chlorophyllabbau ist limitierend f{\"u}r die Tocopherol (Vitamin E)-Synthese},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15957},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Phytol aus dem Chlorophyllabbau ist limitierend f{\"u}r die Tocopherol (Vitamin E)-Synthese Als Bestandteil von Chlorophyll ist Phytol das am h{\"a}ufigsten vorkommende Isoprenoid in der Biosph{\"a}re. Große Mengen an Chlorophyll werden j{\"a}hrlich degradiert und dabei wird Phytol freigesetzt, {\"u}ber dessen Verbleib jedoch wenig bekannt ist. Es sollte der Nachweis erbracht werden, dass im Zuge des Chlorophyllabbaus hydrolysiertes Phytol Eingang in die Synthese anderer Phytylderivate findet. W{\"a}hrend der Gehalt an Tocopherol, Chlorophyll und Fetts{\"a}urephytylester entwicklungs- bzw. seneszenzabh{\"a}ngig ist, bleibt der Gehalt an Phyllochinon etwa gleich. Auch in Samen ist der Gehalt von Tocopherol, Chlorophyll und Fetts{\"a}urephytylester entwicklungsabh{\"a}ngig. Es wurde gefolgert, dass nur die Synthesen von Tocopherol und Fetts{\"a}urephytylester w{\"a}hrend des Chlorophyllabbaus stimuliert werden. Daher sollten Mutanten analysiert werden, welche im Chlorophyllabbau inhibiert sind. Da Chlorophyllase den ersten Schritt des Chlorophyllabbaus katalysiert, wurden zwei unabh{\"a}ngige T-DNA-Insertionsmutanten f{\"u}r Chlorophyllase1 (CHL1) und eine T-DNA-Insertionsmutante f{\"u}r Chlorophyllase2 (CHL2) identifiziert und eine chl1-1chl2-Doppelmutante erzeugt. Die Analyse der Chlorophyllidanteile ergab eine im Vergleich zum Wildtyp starke Reduktion in den chl1-Mutanten, w{\"a}hrend der Chlorophyllidanteil von chl2 {\"a}hnlich hoch dem Wildtyp ist. Der Chlorophyllidanteil sich entwickelnder chl1-1chl2-Pflanzen nahm in der Seneszenz zu. Die Chlorophyllasemutanten zeigten kein ver{\"a}ndertes Seneszenzverhalten im Vergleich zu den Wildtypen. Ferner konnte in den chl1-Linien nur geringf{\"u}gig weniger Tocopherol und Fetts{\"a}urephytylester als in den Wildtypen nachgewiesen werden. Auch der Tocopherolgehalt der Samen war in den Chlorophyllasemutanten unver{\"a}ndert zu den Wildtypen. Aufgrund dessen wurde gefolgert, dass neben den Chorophyllasen CHL1 und CHL2 weitere Chlorophyllhydrolasen in Samen und Bl{\"a}ttern von Arabidopsis existieren. Daher wurde auf andere Mutanten zur{\"u}ckgegriffen, in denen der Chlorophyllabbau stark inhibiert ist und die Seneszenz nach Dunkelinkubation im Vergleich zum Wildtyp deutlich verz{\"o}gert ist. Eine deutliche Korrelation zwischen vermindertem Chlorophyllabbau und Gehalt an Tocopherol und Fetts{\"a}urephytylester konnte in den staygreen-Mutanten pao1 und zwei unabh{\"a}ngigen SGR (staygreen)-RNAi-Linien nachgewiesen werden. Damit konnte eindeutig gezeigt werden, dass die Synthese von Tocopherol und der Fetts{\"a}urephytylester durch die Chlorophyllhydrolyse induziert wird. Es wurde gefolgert, dass vor allem unter Seneszenz- bzw. Stressbedingungen dieser alternative Syntheseweg von Phytol eine Rolle spielt. Dennoch kommt der Phytylsynthese durch die de novo-Isoprenoidsynthese auch eine Bedeutung zu. Nach Behandlung von stickstoffmangelgestressten Wildtyppflanzen mit dem Inhibitor Fosmidomycin, welcher die plastid{\"a}re de novo-Isoprenoidsynthese hemmt, war der Tocopherolgehalt gegen{\"u}ber stickstoffmangelgestressten Kontrollpflanzen stark reduziert. Ferner konnte eine T-DNA-Insertionsmutante der Geranylgeranylreduktase (GGR) identifiziert werden. Diese Mutante kann nur auf N{\"a}hrmedium {\"u}berleben, hat nur wenige gr{\"u}ne Bl{\"a}tter und bildet keine Samen. Es konnte kein Phyllochinon, Chlorophyll und keine Fetts{\"a}urephytylester, jedoch geringe Mengen Tocopherol nachgewiesen werden. Der Resttocopherolgehalt wird auf die Nebenaktivit{\"a}t einer anderen Reduktase zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Weiterhin wurde nur das Geranylgeranylderivat des Chlorophylls identifiziert. Diese Ergebnisse erlauben den Schluss, dass die phytylgruppen{\"u}bertragenen Enzyme der Tocopherol-, Phyllochinon- und Fetts{\"a}urephytylestersynthese eine hohe Substratspezifit{\"a}t f{\"u}r die Phytylgruppe aufweisen. Nach F{\"u}tterung von Phytol konnte in ggr Tocopherol und Chlorophyll bestimmt werden. Aufgrund dessen kann gefolgert werden, dass Chlorophyllsynthetase aus Arabidopsis sowohl Geranylgeranyl-, als auch Phytylpyrophosphat als Substrat nutzen kann und damit ein breiteres Substratspektrum aufweist.},
  language  = {de}
}