Saccharose-Stärke Umwandlung: 13C-Markierung und quantitative NMR-Analyse des Kohlenstoff- und Stärkemetabolismus in Maiskörnern mit definiertem genetischen Hintergrund

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Zea mays L. (Mais) ist eine der wichtigsten Getreidearten und als Modellsystem für die Biosynthese von Stärke etabliert. Die Maismutanten der Stärkebiosynthese sind vor allem bezüglich veränderter Enzymaktivitäten und Stärkeerträge charakterisiert worden. In diesem Projekt sollen die Auswirkungen einzelner Mutationen auf den Kohlenhydratstoffwechsel und das Metabolitprofil im Maiskorn quantitativ erfasst werden. Dazu werden unreife Maiskörner mit [U-13C12]Saccharose markiert. Die Metabolisierung der Saccharose bis zur Stärkesynthese, d.h. die Metabolic History der Saccharose, läßt sich aus dem Isotopomermuster der fixierten Glucoseeinheiten rekonstruieren. Zusätzlich werden wir Metabolitprofile und Isotopomermuster von freien Zuckern mittels HPLC bei amperometrischer Detektion in Kombination mit NMR Spektroskopie ermitteln. Die Mutanten, die auf diese Weise charakterisiert werden sollen, betreffen die folgenden Synthesewege: i. Saccharoseabbau, ii. Synthese und Transport von ADP-Glucose, und iii. Stärkesynthese. Die so gewonnenen Daten werden ein verbessertes Verständnis der einzelnen Phänotypen ermöglichen, und in ihrer Summe einen grundsätzlichen Beitrag zum Verständnis des Kohlenhydratstoffwechsel im Maiskorn leisten.