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| Eschscholzia; Benzophenanthridine; Alkaloide; Phospholipase A2; Lysophophatidylcholin; LPC; pH-shift; Na+/H+ antiporter; H+-Efflux; EcNHX1 | |
| Benzophenanthridine; lysophosphatidylcholine; LPC; phospholipase A2; Na+/H+ antiporter; H+ efflux; pH-shift; Eschscholzia; alkaloids; EcNHX1 | |
| Zellen von Eschscholzia californica reagieren auf Elicitor-Kontakt mit der Bildung von Benzophenanthridin-Alkaloiden. Der Signalweg der zur Expression von Biosynthese-Enzymen führt beruht auf der Aktivierung einer Phospholipase A2 wodurch Lysophophatidylcholin (LPC) gebildet wird welches als second messanger einen vakuolären H+-Efflux auslöst der zur transienten Ansäuerung des Cytoplasmas führt. Die vorliegenden Ergebnisse demonstrieren dass nur einer von vier in Eschscholzia identifizierten vakuolären Na+/H+-Transportern (NHX) diesen H+-Efflux vermittelt. RNAi-basiertes silencing der Isoformen EcNHX1 3 und 4 resultiert in stabilen Zelllinien mit eingeschränkter Kapazität des Na+-abhängigen vakuolären H+-Efflux und der elicitor-ausgelösten Alkaloid-Überproduktion. Alle vier Isoformen komplementieren den Kapazitätsverlust einer Δnhx-Nullmutante von Saccharomyces bezüglich des Na+-abhängigen vakuolären H+-Efflux aber nur der heterolog expremierte EcNHX1-Transporter ist durch LPC stimulierbar. Ein 3D Homologie-Modell bestätigt dass nur die EcNHX1-Proteinsequenz eine potentielle LPC-Bindestelle aufweist. | |
| Cell cultures of Eschscholzia californica react to a fungal elicitor by the overproduction of antimicrobial benzophenanthridine alkaloids. The signal chain towards the expression of biosynthetic enzymes includes a cytoplasmatic peak of lysophosphatidylcholine (LPC) by activation of phospholipase A2 followed by a transient vacuolar H+ efflux resulting in a shift of cytosolic pH. The present study demonstrates that one of four vacuolar Na+/H+ antiporters (NHX) identified in Eschscholzia mediates this H+ flux. Simultaneous RNAi-based silencing of EcNHX1 3 and 4 resulted in stable cell strains with diminished capacities of Na+ dependent vacuolar H+ efflux and elicitor-triggered overproduction of alkaloids. Each of the EcNHX genes of Eschscholzia reconstituted the lack of Na+ dependent H+ efflux in a Δnhx null mutant of Saccharomyces but only the yeast strain expressing EcNHX1 was stimulated by LPC. 3D homology models indicate that only EcNHX1 offers a plausible binding pocket for LPC and support the essential role of EcNHX1 in signal transfer between elicitor contact and gene activation by recruiting vacuolar H+ for the signaling process. |
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