Metabolismus von Aminosäuren und mitochondrialer RNA

- apl. Prof. Dr. rer. nat. Stefan Binder
Professor Dr. Stefan Binder leistet im Institut Molekulare Botanik der Universität Ulm international sehr hoch angesehene wissenschaftliche Forschung auf zwei Arbeitsgebieten. Mit seiner Arbeitsgruppe untersucht er in Pflanzen die Rolle der RNA-Reifung bei der Genexpression in den Mitochondrien und den Stoffwechsel von Aminosäuren und davon abgeleiteten Verbindungen. Die Aufklärung des Aminosäurehaushalts hat insbesondere durch die direkte Verbindung zur Bildung der Senfölglykoside in Pflanzen wie Raps und Kohl großes Potential für die Anwendung.
Sein erstes Forschungsthema sind die Mitochondrien. Diese Zellteile haben sich in ca. 2 Milliarden Jahren aus frei lebenden Bakterien entwickelt und besitzen immer noch eigene DNA. Diese genetische Information ist für das Überleben aller Pflanzen und Tiere essentiell. Die Umsetzung der Erbinformation ist in Mitochondrien von Pflanzen besonders kompliziert, da vermutlich mehr als 500 verschiedene Proteine in einer Zelle daran beteiligt sind. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana untersucht Prof. Binder die natürliche genetische Variabilität der Genaktivität in den Mitochondrien. Durch die Verbindung dieser genetischen Ansätze mit molekularbiologischen Techniken können die Gene dieser RNA-Reifung identifiziert und ihre Funktionen genau beschrieben werden.

Im zweiten Forschungsschwerpunkt untersucht die Arbeitsgruppe um Professor Binder den Haushalt von Aminosäuren, den Bausteinen der Eiweiße (Proteine). Im Gegensatz zu Mensch und Tier können Pflanzen alle notwendigen Aminosäuren selbst herstellen. Einige Enzyme in der Synthese der verzweigtkettigen Aminosäuren Valin, Leucin und Isoleucin katalysieren überraschend auch zentrale Reaktionen in der Bildung von Senfölglykosiden. Wird eines dieser Enzyme ausgeschaltet, macht die Pflanze weniger dieser Senfölglykoside, die übrigens den typischen Kohlgeruch ausmachen. Im Gegenzug enthält die Pflanze unter anderem sehr viel mehr der essentiellen Aminosäure Methionin. Diese Erkenntnisse erlauben eine gezielte Beeinflussung des Gehalts bestimmter Aminosäuren und Senfölglykoside.
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