Zusammenfassung
Die Weinpflanze Vitis vinifera ist die weltweit bedeutendste fruchttragende Pflanze. Eine besondere Eigenschaft von Weintrauben ist ihr hoher Gehalt an Polyphenolen, insbesondere Flavonoiden. Diese Stoffe sind entscheidend für verschiedene Eigenschaften wie Geschmack, Geruch und Aussehen der Produkte, die aus Weintrauben hergestellt werden. Darüber hinaus konnte in verschiedenen Studien gezeigt werden, dass diese Stoffe die Gesundheit fördern.
Für eine Untergruppe der Flavonoide, die Flavonole, wurde gezeigt, dass sie wichtige Aktoren der Pflanze zum Schutz vor UV Licht sind, aber auch den Auxin-Transport regulieren. Abhängig davon, ob sie als Glycoside oder Aglycone vorliegen, haben sie außerdem unterschiedliche pharmakologische Effekte.
Obwohl mehrere hundert verschiedene Flavonole in Pflanzen beschrieben wurden, ist wenig darüber bekannt, wie diese enorme Vielfalt an sekundären Pflanzenmetaboliten erzeugt wird.
In diesem Projekt wurden Enzyme, die potentiell an diesem Prozess beteiligt sind, näher untersucht. Dazu wurde zum Einen festgestellt, ob deren Promoter von bekannten Regulatoren des Flavonol Biosynthesewegs aktiviert werden. Zum Anderen wurde der Effekt der Enzyme in Pflanzen analysiert. Dazu wurden Wein- und Tabakpflanzen transient transformiert und das enthaltene Flavonoidprofil gemessen. Außerdem wurden Proteinextrakte in vitro mit potentiellen Edukten der enzymkatalysierten Reaktion angereichert, um die Funktion der Enzyme näher zu untersuchen.
Abstract
Grape vine or Vitis vinifera is the worldwide the economically most important fruit-producing species. A special trait of grape vine berries is their high content of polyphenols, especially flavonoids. This group of compounds is determining for characteristics such as taste, smell and colour of grape berry products. Beyond this, several studies proved a health promoting effect of this compounds.
A subgroup of flavonoids, the flavonols, are important actors against UV stress but also regulate the auxin transportation. Moreover flavonols exhibit important biomedical activities that are unique either to flavonol glycosides or aglycon forms.
Although hundreds of different flavonol are described in plants, little is known about how this enormous variety of plant secondary metabolites is formed.
In this project enzymes were examined which are potentially involved in this process. For this, the activation of the promoter region of these proteins by known regulators of the flavonol biosynthetic pathway was measured. Furthermore the effect of these enzymes in plants was observed. This was done by transient transformation of tobacco and grape vine plants and subsequent analysis of the flavonoid content. Moreover, protein extracts from these transgenic plants were supplemented in vitro with potential educts of the enzyme catalysed reaction to examine the enzyme's function.
Sammanfattning
Vinrankan eller Vitis vinifera är världens ekonomiska viktigaste fruktbärande plant. En speciell egenskap av vindruvor är deras höga halt av polyfenoler, särskilda flavonoider. De där ämnena är avgörande för beskaffenhet i smak, lukt och färg av vindruva produkter. Därutöver visade olika vetenskapliga studier att de där ämnena är hälsofrämjande.
För en undergrupp av flavonoider, den flavonolerna, visade det sig att de är viktiga för att skydda plantan mot UV ljus men de även reglerar auxin transporten. Beroende på om de är glycosylerade eller inte har de även olika biomedicinska effekter.
Trotts att några olika hundratals flavonolämnen är beskrivna i plantor är det okänt på vilken sätt mångfalden av de där plantämnena är gjord.
Den här projekten syftade till att undersöka enzymer som är potentiell involverade i den där processen.
För det, å ena sidan undersökts promoterna av enzymerna om de är reglerade på samma sätt som andra enzymer kända för att delta i flavonol görande. Å andra sidan studerats effekten av enzymerna i plantan. Det gjordes genom att transformera vinrankor och tobaksplantor med generna av enzymerna följd av flavonoidinnehållmätning. Dessutom bifogats protein extrakt med möjliga utgångsämnen av enzymkatalyserad reaktionen för att undersöka enzymens funktionen.