Das Cellobioselipid Ustilaginsäure aus Ustilago maydis: Biosynthese und transkriptionelleRegulation

Der Brandpilz Ustilago maydis produziert unter Stickstoffmangelbedingungen zwei Arten von extrazellulären Glycolipiden, Ustilaginsäure und Mannosylerythritollipide. In dieser Arbeit konnte der Biosyntheseweg für die Ustilaginsäure aufgeklärt werden. Sämtliche Gene, die an der Biosynthese dieses Cell...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
1. Verfasser: Teichmann, Beate
Beteiligte: Bölker, Michael (Prof.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2009
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Zusammenfassung:Der Brandpilz Ustilago maydis produziert unter Stickstoffmangelbedingungen zwei Arten von extrazellulären Glycolipiden, Ustilaginsäure und Mannosylerythritollipide. In dieser Arbeit konnte der Biosyntheseweg für die Ustilaginsäure aufgeklärt werden. Sämtliche Gene, die an der Biosynthese dieses Cellobioselipids beteiligt sind, liegen in einem Gencluster angeordnet, das von einem eigenen Transkriptionsfaktor reguliert wird. An der Biosynthese der Ustilaginsäure sind zwei Cytochrom P450 Monooxygenasen, eine Fettsäuresynthase, eine Glycosyltransferase, eine Acyl- und eine Acetyltransferase sowie zwei Hydrogenasen beteiligt. Durch Deletionsanalysen der einzelnen Gene, sowie massenspektrometrische Analyse der Substanzen, die von den Deletionsstämmen synthetisiert wurden, konnten die Enzyme charakterisiert und ihre Funktion den einzelnen Schritten während der Biosynthese zugeordnet werden. Des weiteren wurde der Transkriptionsfaktor Rua1 näher untersucht. Er gehört zur Familie der Cys2His2 Zinkfingerproteine und ist für die Regulation des Ustilaginsäuregenclusters verantwortlich. Über die C-terminal gelegene Zinkfingerdomäne bindet Rua1 an ein konserviertes DNA-Motiv innerhalb der Promotorregion der einzelnen Clustergene und aktiviert dadurch deren Transkription. Die Ustilaginsäure weist antibiotische Wirksamkeit gegenüber pro- und eukaryotischen Mikroorganismen auf. So konnte in dieser Arbeit durch Inkubation von S. cerevisiae Zellen mit Ustilaginsäurederivaten, die von den verschiedenen Mutantenstämmen produziert wurden, bestimmt werden, welche Gruppen des Moleküls essentiell für die antibiotische Wirkung sind. Darüberhinaus weist U. maydis Biocontrolaktivität gegenüber dem pflanzen-pathogenen Pilz Botrytis cinerea auf. B. cinerea verursacht Grauschimmelfäule z.B. auf Tomatenpflanzen. Eine Inkubation von U. maydis Zellen mit B. cinerea Sporen auf Tomatenblättern konnte eine Infektion durch B. cinerea verhindern. Verantwortlich für diese antagonistische Wirksamkeit ist die Ustilaginsäure, denn Deletionsstämme, die keine Ustilaginsäure produzieren können, sind nicht in der Lage, eine Infektion durch B. cinerea zu verhindern. U. maydis eignet sich damit für den Einsatz in der Natur, da er auf natürliche Weise Pflanzenschädlinge eliminieren kann.