Zellsuspensionen von Eschscholzia californica reagieren auf den Kontakt mit einem Hefe-Elicitor mit der Bildung von Benzophenanthridin-Alkaloiden, welche als toxische Phytoalexine fungieren (Interkalation in doppelsträngige Nucleinsäuren, Störung der Membranpermeabilität, Hemmung von SH-abhängigen Enzymen). Die Toxin-produzierenden Zellen schützen sich a) durch Ausscheidung der Alkaloide b) durch Reduktion derjenigen Alkaloide, die aus dem Medium aufgenommen werden. Im Mittelpunkt der Arbeit standen Untersuchungen zur Metabolisierung von Benzophenanthridinen durch Zellsuspensionen von E. californica. Extern zugesetzte Benzophenanthridine, insbesondere Sanguinarin, werden durch intakte Zellen aufgenommen. Die Aufnahme ist eng mit der Reduktion dieser Alkaloide gekoppelt, so daß in den Zellen ausschließlich die gebildeten Dihydroalkaloide nachweisbar sind. Berberin, ein strukturverwandtes Isochinolinalkaloid, sowie Phenanthridin-Analoga (Ethidiumbromid, Propidiumjodid) werden weder aufgenommen noch umgesetzt. Das die Reduktion katalysierende Enzym, die Sanguinarin-Reduktase, wurde nach Zellaufschluß durch FPLC gereinigt. Das bisher unbekannte Enzym ist ein lösliches 30 kDa-Protein, welches die irreversible Reduktion von Sanguinarin mit NAD(P)H zu Dihydrosanguinarin katalysiert. Das Enzymprotein besitzt Sequenzähnlichkeiten mit einer 3 beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase/Isomerase aus Oryza sativa oder Arabidopsis thaliana. Typische Substrate dieser Enzymklasse werden durch die Sanguinarin-Reduktase jedoch nicht umgesetzt. Sehr wahrscheinlich unterliegt das gebildete und ausgeschiedene Sanguinarin einem Recycling, welches die Benutzung dieses Alkaloids als Phytoalexin erlaubt, gleichzeitig jedoch die Akkumulation des Toxins verhindert.
|