Molekulare Untersuchung anaerob induzierter Transkriptionsfaktoren aus Tomate (Lycopersicon esculentum)

Sell, Simone

Zwei anaerob induzierte Transkriptionsfaktoren aus Tomate wurden aus einer subtrahierten cDNA Bank isoliert. Einer dieser Faktoren, ANA (anaerobes NAC Protein), enthält eine NAC Domäne, ist präferentiell in anaeroben Blättern induziert, wird in den Zellkern transportiert, obwohl eine entsprechende Signalsequenz fehlt, und besitzt eine Aktivierungsdomäne. Der andere ist ein kleiner bZIP Faktor, der die Genexpression herunterreguliert. Die Transkription dieses Faktors, ABZ1 (anaerober bZIP Faktor), ist in Früchten, Blättern und Wurzeln anaerob induziert. ABZ1 codiert ein kernlokalisiertes Protein, dessen Kerntransport durch die basische Domäne vermittelt wird und bindet diverse G-Box Sequenzen als Dimer. Die DNA-Bindung kann durch Heterodimerisierung mit einem verkürzten Protein, das keine DNA-Bindungsdomäne besitzt, aufgehoben werden. Außerdem bindet das Protein sequenzspezifisch an den CaMV 35S Promotor, der nach Coexpression von ABZ1 herunterreguliert wird. Dies korreliert mit einer geringeren transienten Aktivität des 35S Promotors unter anaeroben als unter aeroben Bedingungen in Tabak und Tomate. ABZ1 interagiert mit anaerob exprimierten Proteinen, u.a. mit AIL (anaerobes IDS4-like Protein), einem Protein, das anaerob induziert ist und eine SPX Domäne besitzt. AIL könnte in die G-Protein assoziierte Signaltransduktion involviert sein. Ein anderes interagierendes Protein ist überraschenderweise eine neue anaerob induzierte 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure (ACC) Oxidase, dessen Interaktion mit ABZ1 auf eine posttranslationale Regulation des Enzyms hinweisen könnte. Die Bedeutung dieser Ergebnisse für die anaerobe Genexpression und Signaltransduktion werden diskutiert.

Two anaerobically induced tomato transcription factors were isolated from a subtractive library. One of these factors, designated ANA (anaerobic NAC protein), contains a NAC domain, is mainly expressed in anaerobically treated leaves, is transported into the nucleus although it lacks an appropriate signal sequence, and harbours an activation domain. The other one is a small bZIP factor and was found to be implicated in down regulation of gene expression. This factor, designated ABZ1 (anaerobic basic leucin zipper), is anaerobically induced in fruits, leaves and roots and encodes a nuclear localized protein. Nuclear localization is mediated by the basic region. ABZ1 binds to G-box like target sites as a dimer. Binding can be abolished by heterodimerization with a truncated protein lacking a DNA binding domain. The protein also binds in a sequence specific manner to the CaMV 35S promoter which is down regulated when ABZ1 is co-expressed. This correlates with a lower transient anaerobic than aerobic expression of the 35S promoter in tobacco and tomato. ABZ1 interacts with anaerobically expressed proteins. One of these proteins, designated AIL (anaerobic IDS4 like), is anaerobically induced and harbours an SPX domain. This protein may be involved in G-protein associated signalling. Surprisingly, another interacting protein is a novel anaerobically induced 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) oxidase. Protein-protein interaction may indicate a possible posttranslational regulation of this enzyme. The implications of these results for anaerobic gene expression and signal transduction are discussed.

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Sell, Simone: Molekulare Untersuchung anaerob induzierter Transkriptionsfaktoren aus Tomate (Lycopersicon esculentum). 2004.

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