Die Bereitstellung der Nukleotide
Nukleotide werden für die Nukleinsäuren und eine Vielzahl von zellulären Metaboliten als Bausteine benötigt. Dabei können die Nukleotide neu aus einfachen Vorstufen synthetisiert werden (de novo Synthese) oder auch beim Abbau von Nukleinsäuren und nukleotid-haltigen Metaboliten recycled werden (salvage). Obwohl diese Stoffwechselwege prinzipiell bekannt sind, gibt es viele noch ungeklärte Fragen, insbesondere in Pflanzen.
Der Abbau der Nukleotide
Obwohl Proteine den größten Stickstoffspeicher darstellen, dienen Nukleinsäuren (vor allem RNA) – auch als Stickstoff- sowie Phosphat und Kohlenstoff-Speicher. Pflanzen können RNA abbauen, um gespeicherte Nährstoffe freizusetzen.
Die vollständige Aufklärung des Abbauwegs der Purin-Nukleotide ist ein klassischer Schwerpunkt in unserer Arbeitsgruppe. Die Purinbasen Adenin und Guanin enthalten jeweils fünf Stickstoffatome, die im Zuge des Abbaus als Ammonium frei werden, und von der Pflanze reassimiliert werden können, um dem Aufbau neuer Biomoleküle zu dienen.
Nukleinsäuren enthalten auch eine ganze Reihe von modifizierten Nukleotiden, z.B. N6-Methyladenosin. Wie diese abgebaut werden ist auch eines unserer Forschungsthemen.
Transportvorgänge
Transportvorgänge von Metaboliten des Nukleotidstoffwechsels innerhalb von Zellen, z.B. zwischen verschiedene Zellkompartimenten, aber auch über längere Distanzen durch Gewebe oder zwischen verschiedenen pflanzlichen Organen stehen zunehmend auch im Fokus unserer Forschungsaktivitäten.
Regulation
Wie werden die Neusynthese, das Recycling und der Abbau von Nukleotiden koordiniert ist eine wichtige, aber bisher wenig untersuchte Fragestellung. Eines unserer Ziele ist es, die Regulation des Nukleotidstoffwechsels besser zu verstehen und auch Metabolite zu entdecken, die aus dem Nukleotidstoffwechsel stammen und an der Zellregulation beteiligt sind.
