Microbodies/Peroxisomen Pflanzlicher Zellen: Morphologie, Biochemie, Funktion Und Entwicklung Eines Zellorganells

ISBN-13: 9783709184899 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 284 str.

B. Gerhardt

Opis

Mit der vorliegenden monographischen Bearbeitung der Microbodies/ Peroxisomen pflanzlicher Zellen habe ich versucht, eine umfassende Dbersicht uber die - keineswegs widerspruchsfreien - Daten zu geben, die direkt oder indirekt beitragen zur Charakterisierung dieses Zellorganells an sich. In diesen Zusammenhang ist auch ein wesentlicher Teil der tabellarischen Dbersichten einzuordnen, die u. a. verdeutlichen, wie breit z. Zt. die Basis fur generali- sierende Aussagen ist. AuBerdem war es mein Anliegen, die Microbodies/ Peroxisomen unter dem Gesichtspunkt ihrer Integration in die ubergeordnete Einheit "Zelle" kritisch zu behandeln. Vor allem unter diesem Aspekt werden ungeloste Probleme angesprochen werden. In vielen Fallen wird der Benutzer dieser Monographie eher an der Infor- mation uber einen "exemplarischen Fall" interessiert sein - z. B. fur Vor- lesungen - als an einer eingehenden Gesamtdarstellung der Microbodies/ Peroxisomen. Am Anfang der einzelnen Abschnitte werden daher - soweit realisierbar - stets die Befunde behandelt, die fur zwei Standardobjekte der Forschung an Microbodies/Peroxisomen vorliegen. Fur die Glyoxysomen des Endosperms keimender Ricinus-Samen und die Blatt-Peroxisomen des Spinats wird dadurch eine schnelle Zusammenstellung der Forschungsergebnisse ermog- licht. Die Kapitel des Buches sind selbstandige, in sich versrandliche Einheiten. Sie enthalten in der Regel auch eine knappe Zusammenfassung der Befunde, die zur entsprechenden Thematik fur Peroxisomen tierischer Zellen vorliegen. In Kapitel 7.3. wurde allerdings bewuBt auf einen Vergleich der Peroxisomen- enzyme pflanzlicher Zellen mit den Peroxisomenenzymen tierischer Zellen oder mit entsprechenden bakteriellen Enzymen verzichtet. Das abschlieBende Kapitel gibt eine zusammenfassende Beurteilung des derzeitigen Standes der Forschung an Microbodies/Peroxisomen pflanzlicher Zellen.

Spis treści

1. Einleitung.- 1.1. Begriffsbestimmung: Microbodies — Peroxisomen.- 1.2. Funktion der Peroxisomen.- 2. Struktur der Microbodies.- 2.1. Kriterien zur Identifizierung der Microbodies.- 2.2. Einschlüsse in der Matrix der Microbodies.- 2.3. Cytoplasmatische Invaginationen in Microbodies.- 3. Assoziierung der Microbodies mit anderen Zellorganellen.- 4. Vorkommen der Microbodies in pflanzlichen Zellen.- 4.1. Microbodies — reguläre Organellen der pflanzlichen Zelle.- 4.2. Zahl der Microbodies pro Zelle.- 5. Cytochemischer Nachweis von Enzymen in Microbodies.- 5.1. Cytochemischer Nachweis und subzelluläre Lokalisation der Katalase.- 5.1.1. Cytochemischer Nachweis der Katalase.- 5.1.2. Subzelluläre Lokalisation der Katalase.- 5.2. Subzelluläre Lokalisation weiterer charakteristischer Peroxisomenenzyme auf Grund cytochemischer Nachweise.- 5.2.1. H2O2-bildende Oxidasen.- 5.2.2. L-?-Hydroxysäureoxidase.- 5.2.3. Malatsynthetase.- 5.3. Cytochemischer Nachweis von nicht-spezifisch peroxisomalen Enzymen in Microbodies.- 6. Isolierung der Peroxisomen aus pflanzlichen Zellen.- 7. Komponenten der Peroxisomen pflanzlicher Zellen.- 7.1. Die Membran der Peroxisomen.- 7.1.1. Proteinkomponenten der Peroxisomenmembran.- 7.1.2. Lipidkomponenten der Peroxisomenmembran.- 7.2. Matrix und Einschlüsse der Peroxisomen.- 7.3. Charakterisierung peroxisomaler Enzyme.- 7.3.1. Katalase.- 7.3.2. Uricase.- 7.3.3. Isocitratlyase.- 7.3.4. Malatsynthetase.- 7.3.5. Citratsynthetase.- 7.3.6. Enzyme der ?-Oxidation.- 7.3.7. Alkalische Lipase.- 7.3.8. NAD-abhängige Malatdehydrogenase.- 7.3.9. Glycolatoxidase, Glycolatdehydrogenase.- 7.3.10. Hydroxypyruvatreductase (NADH-Glyoxylatreductase; D-Glycerat-dehydrogenase).- 7.3.11. Aminotransferasen.- 7.3.12. Alkohol-(Methanol-)oxidase.- 7.4. Intrapartikuläre Kompartimentierung der Enzyme.- 7.4.1. Assoziierung von Enzymen mit dem Einschluß der Peroxisomen.- 7.4.2. Kompartimentierung der Enzyme in Glyoxysomen.- 7.4.3. Kompartimentierung der Enzyme in Blatt-Peroxisomen.- 8. Stoffwechsel und Funktion der Peroxisomen in Zellen höherer Pflanzen.- 8.1. Glyoxysomen.- 8.1.1. Glyoxysomen des Endosperms keimender Ricinus-Samen.- 8.1.1.1. Der Umbau von Fett in Kohlenhydrat im Endosperm keimender Ricinus-Samen.- 8.1.1.2. Charakterisierung der Glyoxysomen des Ricinus-Endosperms.- 8.1.1.2.1. Glyoxysomen — Träger des Glyoxylatzyklus.- 8.1.1.2.2. Glyoxysomen — Ort des Fettabbaues.- 8.1.1.2.3. Oxidation von Reduktionsäquivalenten in Glyoxysomen.- 8.1.1.2.4. Weitere Enzyme in den Glyoxysomen des Ricinus-Endosperms.- 8.1.2. Glyoxysomen weiterer Pflanzengewebe.- 8.2. Blatt-Peroxisomen.- 8.2.1. Der Glycolatstoffwechsel.- 8.2.2. Reaktionen des Glycolatstoffwechsels in Blatt-Peroxisomen.- 8.2.3. Reaktionen des Glyoxylats in Blatt-Peroxisomen.- 8.2.4. Funktion des Glycolatstoffwechsels und der Blatt-Peroxisomen.- 8.2.5. Weitere Enzyme in Blatt-Peroxisomen.- 8.2.6. Blatt-Peroxisomen in C4-Pflanzen.- 8.2.7. Peroxisomen in chlorophyllfreiem Blattgewebe.- 8.3. Peroxisomen nicht-spezialisierter Funktion.- 8.4. Enzyme des Purinabbaues in Peroxisomen.- 8.5. Enzyme des Stoffwechsels aromatischer Verbindungen in Peroxisomen.- 9. Nachweis, Stoffwechsel und Funktion der Peroxisomen in Algen.- 9.1. Nachweis der Peroxisomen.- 9.2. Glyoxylatzyklus und seine subzelluläre Lokalisation.- 9.3. Glycolatstoffwechsel und subzelluläre Lokalisation von Enzymen des Glycolatstoffwechsels.- 9.4. Zusammenfassung.- 10. Nachweis, Stoffwechsel und Funktion der Peroxisomen in Pilzen.- 10.1. Nachweis der Peroxisomen.- 10.2. Glyoxysomaler Charakter der Peroxisomen.- 10.3. Peroxisomen in Methanol verwertenden Hefen.- 11. Biogenese und Entwicklung der Microbodies/Peroxisomen.- 11.1. Biogenese.- 11.2. Vorkommen von Nucleinsäuren in Peroxisomen.- 11.3. Entwicklung der Microbodies/Peroxisomen.- 11.3.1. Glyoxysomen.- 11.3.1.1. Glyoxysomen in Geweben mit ausschließlicher Speicherfunktion.- 11.3.1.1.1. Glyoxysomen des Ricinus-Endosperms.- 11.3.1.1.2. Glyoxysomen weiterer Gewebe mit ausschließ-licher Speicherfunktion.- 11.3.1.2. Glyoxysomen in ergrünenden Speicherkotyledonen.- 11.3.2. Blatt-Peroxisomen.- 11.3.3. Peroxisomen anderer Pflanzengewebe.- 11.4. Aktivitätsausprägung peroxisomaler Enzyme.- 11.4.1. De novo-Synthese oder Aktivierung peroxisomaler Enzyme.- 11.4.2. Zeitlicher Ablauf von Transkription und Translation peroxisomaler Enzyme.- 12. Regulation peroxisomaler Enzymaktivitäten.- 12.1. Regulation durch Licht.- 12.2. Regulation durch Phytohormone.- 12.3. Regulation durch Metabolite.- 13. Assessment.- Literatur.