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Lexikon der Biologie: Arabinogalactan-Proteine

Arabinogalactan-Proteine, Abk. AGP, in Niederen und Höheren Pflanzen vorkommende, organ- und gewebespezifisch gebildete Proteoglykane, die zur Familie der Hydroxyprolin-reichen Glykoproteine (HRGP) gezählt werden. Der Proteinanteil an der relativen Molekülmasse liegt zwischen 2 und 15% und ist durch einen hohen Anteil an Hydroxyprolin, Serin, Threonin und Alanin gekennzeichnet. Charakteristisch für AGP ist die Häufigkeit der Aminosäureabfolge Alanin–Hydroxyprolin in der Polypeptidsequenz. Der Kohlenhydratanteil besteht vor allem aus Galactose und Arabinose sowie aus geringen Mengen an Galacturonsäure, Rhamnose und Xylose ( vgl. Abb. ). Die Arabino-3,6-Galactan-Seitenketten sind O-glykosidisch an Hydroxyprolin oder Serin gebunden. Der isoelektrische Punkt (isoelektrischer Punkt) von AGP liegt zwischen pH 2 und 5. Aufgrund ihres sehr hohen Kohlenhydratanteils sind AGP sehr leicht löslich und selbst mit gesättigter Ammoniumsulfatlösung nicht fällbar. Eine häufig verwendete Nachweismethode besteht in der Reaktion von AGP mit dem sog. Yarif-Reagens, einem künstlichen β-D-Glykosyl-Antigen. Die Bindung an das Yarif-Reagens belegt die Fähigkeit der AGP, als β-Lectine mit einem breiten Bindungsspektrum an β-D-Glucopyranosyl-Reste zu wirken. Die Lokalisation ist wegen der extremen Löslichkeit schwierig, doch werden AGP häufig in der extrazellulären Matrix gefunden, sind mit der Plasmamembran assoziiert oder werden als Exsudate und Pflanzengummen (z. B. Gummi arabicum) sekretiert. – Die physiologische Bedeutung der AGP ist noch nicht vollständig geklärt. Bisher wurden ihnen Funktionen als Kleb-, Gleit- und Abwehrstoffe zugeschrieben. Neuere Befunde belegen, daß einige AGP bei der Zelldifferenzierung und bei der Zell-Zell-Kommunikation eine wichtige Rolle spielen: Werden embryogene Zellkulturen mit Tunicamycin behandelt, einem Hemmstoff der N-Glykosylierung von Glykoproteinen, wird die Embryogenese dieser Zellen unterbunden. Umgekehrt lassen sich nicht-embryogene Zellkulturen durch Zugabe von AGP aus embryogenen Kulturen zur Bildung von Embryonen anregen. Dieses Differenzierungssignal scheint nicht artgebunden zu sein, da das Experiment auch bei Verwendung von Zellkulturen aus verschiedenen Pflanzenarten funktioniert. Ein Antikörper, JIM8, der gegen eines dieser AGP gerichtet ist, erkennt spezifisch embryogene Zellen in Karottenzellkulturen. Die JIM8-positiven Zellen können mit Hilfe dieses Antikörpers (der zuvor an magnetische Partikel gekoppelt wurde) von nichtembryogenen JIM8-negativen Zellen getrennt werden. Bei der sich anschließenden Embryogenese durchlaufen die JIM8-positiven Zellen asymmetrische Zellteilungen (asymmetrische Teilung), wobei das JIM8-Epitop nur in der Tochterzelle konzentriert ist, die später den Embryo hervorbringt. Exsudate von JIM8-positiven Zellen können wiederum bei JIM8-negativen Zellen die Embryogenese einleiten. Diese Befunde lassen vermuten, daß das entsprechende AGP bei der Musterbildung in der Wurzel als Differenzierungssignal wirkt. Arabinogalactane.

T.S./P.N.




Arabinogalactan-Proteine

Struktur des Arabinogalactan-Proteins aus Lolium

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