Universität zu Köln

Characterization of Proteins Homologous to Nucleotide Sugar Transporters in Arabidopsis thaliana

Santaella-Tenorio, Marcela (2006) Characterization of Proteins Homologous to Nucleotide Sugar Transporters in Arabidopsis thaliana. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    The nucleotide sugar transporters (NST) and the plastidic phosphate transporters (pPT) proteins share structural and functional similarities. They mediate the transport of phosphorylated and nucleotide-coupled metabolites through the membranes of plastids, Golgi apparatus and endoplasmic reticulum (ER). Recently, a great number of proteins homologous to the NST/pPT proteins have been identified in Arabidopsis and only a few of them have been characterized. The majority of these homologous proteins cluster in three subfamilies, namely the KV/A/G, KT and KD subfamilies. Two members of the KV/A/G subfamily, KVAG1 and KVAG2, have a putative plastidic targeting signal. This made them interesting candidates as putative providers of nucleotide sugars for the synthesis of specific plastid lipids. In this study, the intracellular localization and in planta expression of these proteins was analyzed. cDNA fusions to GFP revealed the localization of both proteins in the Golgi apparatus and not in plastids. Transport experiments using liposomes and the proteins heterologously expressed in yeast were performed; however no significant transport of nucleotide sugars was detected. Homozygous knock-out T-DNA lines, kvag1-1 and kvag2-1, presented general wild type phenotype and development, except for a small reduction in the phospholipid content in leaves. The transport of CDP-choline and CDP-ethanolamine, precursors of phospholipid biosynthesis, by KVAG2 was also evaluated; however the transport rates were not significantly higher than the controls. Additional evidence is presented for the Golgi localization of other members of the KV/A/G subfamily. T-DNA knock-out mutants for these genes were identified and they all showed a similar wild type phenotype.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Die Nukleotid-Zuckertransporter (NSTs) und die plastidären Phosphattranslokatoren (pPTs) weisen strukturelle und funktionelle Gemeinsamkeiten auf. Sie katalysieren den Transport von mit Phosphatresten oder Nukleotiden verknüpften Metaboliten über verschiedene Membranen, zum Beispiel Membranen der Plastiden, des Golgi Apparates oder des ER. In den letzten Jahren ist eine große Zahl dieser NST/pPT Proteine in Arabidopsis identifiziert worden, von denen aber erst eine kleine Zahl funktionell charakterisiert worden ist. Ein Teil dieser Proteine lässt sich in drei Unterfamilien unterteilen, die als KVAG, KT und KD Unterfamilien bezeichnet wurden. Zwei Mitglieder der KVAG Unterfamilie, KVAG1 und KVAG2, besitzen eine putative plastidäre Transitsequenz, was eine Funktion dieser Transporter in der plastidären Glykolipidsynthese vermuten ließ. In dieser Arbeit wurde die intrazelluläre Lokalisation und die physiologische Funktion dieser beiden Transporter untersucht. Fusionen der Proteine mit GFP wurden verwendet, um die subzelluläre Lokalisation zu ermitteln. Es konnte gezeigt werden, dass beide Proteine und ebenso weitere Proteine dieser Subfamilie im Golgi Apparat und nicht in Plastiden lokalisiert sind. Die Substratspezifitäten der Transporter sollten durch Expression in Hefe und anschließende Rekonstitution der Proteine in Liposomen ermittelt werden. Es konnte aber weder ein Transport von Nukleotidzuckern noch von CDP-Cholin oder CDP-Ethanolamin, beides Vorstufen der plastidären Lipidsynthese, nachgewiesen werden. Um die physiologische Funktion der Transporter der KVAG Unterfamilie zu bestimmen, wurden Arabidopsis Linien mit T-DNA Insertionen in den entsprechenden Genen identifiziert und analysiert. Alle Linien zeigten einen Phänotyp ähnlich dem der Wildtyp-Pflanzen.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Santaella-Tenorio, Marcelasantatenorio@hotmail.com
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-18051
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Nukleotid-Zuckertransporter, Arabidopsis, GFP ExpressionGerman
    Nucleotide-sugar transporter, Arabidopsis, GFP expressionEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Botanisches Institut
    Language: English
    Date: 2006
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 10 July 2006
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 21 Jul 2006 08:34:02
    Referee
    NameAcademic Title
    Flügge, Ulf-IngoProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1805

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