Biochemische Aufreinigung, funktionelle Analyse und Identifikation eines Interaktionspartners des an der Salicylsäure-induzierbaren Genexpression beteiligten SARP-Komplexes aus Tabak (PDF)

Cis-regulatorische, as?1-ähnliche Elemente, die von der TGA-Familie der bZIP-DNA-Bindeproteine erkannt werden, vermitteln Salicylsäure- oder Auxin-induzierbare Genexpression in Pflanzen. Sie sind als funktionelle Elemente in einer Reihe von Promotoren enthalten, die im Zuge pflanzlicher Abwehrreaktionen bei einem Pathogenbefall aktiviert werden. Die Salicylsäure stellt bei dieser Pathogenantwort ein entscheidendes Signalmolekül dar.Mehrere Befunde deuten darauf hin, dass eine as?1-Bindeaktivität in Gesamtzellextrakten aus Tabakzellen an der Regulation der Salicylsäure-induzierbaren Genexpression beteiligt ist. Dieser SARP (salicylic acid response protein) genannte Proteinkomplex wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit über seine Bindeaffinität zum as?1-Element aufgereinigt. Als Hauptbestandteil des SARP konnte das Homodimer des TGA-Faktors TGA2.2 identifiziert werden. In geringerer Menge ist zusätzlich TGA2.1 enthalten, der im SARP-Komplex als Heterodimer mit TGA2.2 an die DNA bindet. TGA1a, ein weiterer Vertreter der Tabak-TGA-Faktoren, der möglicherweise an der Auxin-Induktion as?1-ähnlicher Elemente beteiligt ist, war im SARP nicht detektierbar.Es konnte gezeigt werden, dass beide Komponenten des SARP-Komplexes, TGA2.2 und TGA2.1, in der Lage sind, mit NPR1 zu interagieren, einem Schlüsselregulator der Salicylsäure-induzierbaren Genaktivierung in Arabidopsis. TGA1a, der im SARP nicht enthalten ist, wechselwirkte auch nicht mit NPR1.Weitere funktionelle Untersuchungen ergaben, dass sowohl TGA2.1 und TGA1a als auch der wurzelspezifisch exprimierte Tabak-TGA-Faktor TGA7 als Transaktivatoren in der Hefe wir-ken, während sich für TGA2.2, den Hauptbestandteil des SARP-Komplexes, kein endogenes Aktivierungspotential in diesem System nachweisen liess.Im Hefe-Two-Hybrid-Screen konnte über die Interaktion mit TGA2.1 das NPR1-ähnliche Tabakprotein NtNPR2 identifiziert werden, das analog zu NPR1 auch mit TGA2.2, aber nicht mit TGA1a wechselwirkte.Die Expression von Arabidopsis-NPR1 in transgenen Tabakpflanzen zeigte, dass ein konservierter Signaltransduktionsweg über NPR1-homologe Proteine wahrscheinlich auch in Tabak vorhanden ist. Das gezielte Ausschalten der NtNPR2-Expression über RNA-Interferenz in planta erbrachte allerdings keine Hinweise auf eine Funktion von NtNPR2 im Rahmen der Salicylsäure-induzierbaren Genaktivierung. Möglicherweise ist das Protein funktionell redundant.