Funktion des Lipidtransferproteins 2 (LTP2) und dessen Rolle bei der Bildung von durch Agrobacterium tumefaciens induzierten Wurzelhalsgallen an Arabidopsis thaliana

In Tumoren an Arabidopsis thaliana, induziert uber Agrobacterium tumefaciens (Stamm C58), ist von den 49 bekannten Lipidtransferproteinen (LTPs) nur die Expression von LTP2 stark erhoht (Deeken et al., 2006). Mutanten ohne LTP2-Transkripte (ltp2KO) entwickeln deutlich kleinere Tumore als der Wildtyp. Durch die permanenten Zellstreckungs- und Dehnungsprozesse besitzen Tumore keine intakte Epidermis (Efetova et al., 2007). Dies wiederum fuhrt zum Verlust einer vollstandigen Cuticula-Schicht, welche von der Epidermis produziert wird und dieser als Barriere zur Umwelt aufgelagert ist. Um den transpirationsbedingten Wasserverlust zu minimieren, werden in Tumoren langkettige Aliphaten in die auseren Zellschichten eingelagert (Efetova et al., 2006). Ein ahnliches Szenario findet um Verwundungsareale statt (Kolattukudy et al., 2001). Die Gen-Expression von LTP2 wird nicht durch tumorinduzierende Agrobakterien ausgelost. Faktoren wie Verwundung, sowie die Applikation des Trockenstress-Phytohormons Abscisinsaure (ABA) begunstigen die LTP2-Gen-Expression positiv. Auserdem ist der LTP2-Promotor in Gewebe aktiv, in welchem sekundare Zellwandmodifikationen auftreten, sowie insbesondere in Abscissionsschichten von welkenden Organen. Ungerichtete Lipidanalysen der ltp2KO-Mutante im Vergleich zum Wildtyp zeigten nur signifikante Veranderungen in der Menge definierter Sphingolipide – obwohl bislang eine Beteiligung von LTP2 am Transfer von Phospholipiden postuliert wurde. Allerdings kann das LTP2-Protein, wie Protein-Lipid-Overlay-Analysen demonstrierten, weder komplexen Sphingolipide noch Sphingobasen binden. Neben Sphingobasen sind auch langkettige Fettsauren Bestandteile von Sphingolipiden und diese sind wiederum Bindepartner von LTP2. Um eine eventuelle Beteiligung von LTP2 an der Bildung von Suberin von Tumoren zu zeigen, wurde dieses analysiert. Die GC-MS-Analysen des Tumor-Suberins haben jedoch veranschaulicht, dass durch das Fehlen von LTP2-Transkripten das Lipidmuster nicht beeintrachtigt wird. Eine Uberexpression von LTP2 im gesamten Kormophyten war trotz drei unabhangiger experimenteller Ansatze nicht moglich. Daher wurde das Protein ektopisch in epidermalen Zellen exprimiert (CER5Prom::LTP2). Die Transgenen CER5Prom::LTP2 wiesen einige morphologische Besonderheiten auf, wie verminderte Oberflachenhydrophobizitat, aberrante Bluten- und Blattmorphologien etc., die typisch fur Wachsmutanten sind. GC-MS-Analysen der cuticularen Wachse dieser transgenen Pflanzen zeigten, einen erhohten Gehalt an C24- und C26-Fettsauren, wohingegen die korrespondierenden Aliphaten wie Aldehyde und Alkane dezimiert waren. Unterstutzend zeigten Lokalisationsanalysen, dass das LTP2-Protein an/in der Plasmamembran assoziiert ist. Somit kann die These aufgestellt werden, dass LTP2 langkettigen, unverzweigten Aliphaten (Fettsauren) an der Grenzflache Plasmamembran/Zellwand transferiert, die zur Versieglung und Festigung von Zellwanden benotigt werden.