Universität zu Köln

SUMOylierung ist eine post translationale Proteinmodifikation, in der an das Substrat kovalent ein oder mehrere SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) gebunden werden. Sie kontrolliert die Aktivität verschiedener Proteine, die in kritische zelluläre Prozesse, wie Zellteilung und Transkriptionsregulation, involviert sind. Die kovalente Bindung von SUMO an das Substrat kann von SUMO-spezifischen Proteasen gespalten werden, wodurch diese Modifikation reversibel ist. In Pflanzen wurde gezeigt, dass die SUMOylierung in verschiedenen physiologischen Antworten und in der Kontrolle des Blühzeitpunkts involviert ist. Das Gen ESD4 (Early in Short Days 4) kodiert eine SUMO-spezifische Protease, die die Akkumulation von SUMO-Konjugaten in Arabidopsis verhindert. Die esd4-1 Mutante zeigt einen sehr früh blühenden Phänotypus, sowie Störungen in der Sprossentwicklung, was auf eine wichtige Rolle der SUMOylierung in der Pflanzenentwicklung schließen lässt. Um die Rolle der SUMOylierung in der Kontrolle des Blühzeitpunkts zu untersuchen wurde ein suppressor screen von esd4 durchgeführt. 120 unabhängige Suppressoren von esd4 (sed) konnten isoliert werden, wovon 15 weiter charakterisiert wurden. Die SUMO-Konjugat- Konzentrationen dieser seds waren denen von esd4-1 ähnlicher als denen des Wildtyps. 5 dieser sed-Mutanten wurden mit klassischen genetischen Methoden grob lokalisiert. Außerdem wurde die Mutation von sed111-1 mit Next Generation Sequencing Methoden auf eine Region im Chromosom 1 eingeschränkt, die nur sechs Kandidatengene enthält. In einer weiteren Studie wurde die SUMOylierung von SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) gezeigt und mittels E. coli Stämmen, die den SUMO-Konjugations-Weg rekapitulieren, Lysine in SUMO-Bindungsstellen von SVP identifiziert. SVP bildet durch die Interaktion mit FLOWERING LOCUS C (FLC) einen starken Blührepressorkomplex. Um die Rolle von SUMOylierung in der SVD-Funktion zu untersuchen, wurde eine svp-null Mutante (svp-41) mit genetischen Konstrukten transformiert: Durch translationale Fusion mit SUMO bzw. AtSCE wurde zum einen hyperSUMOylierung des SVP-Proteins in den transgenen Pflanzen bewirkt. Während zum anderen die Mutation der putativen SUMO-Bindestellen in einer III hypoSUMOylierung des SVP-Proteins resultierte. Die Phänotypen dieser genetischen Konstrukte werden in dieser Arbeit diskutiert.

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