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Lexikon der Biologie: Zellwandproteine

Zellwandproteine, Zellwand-Strukturproteine, Bezeichnung für Proteine, denen eine strukturelle Funktion beim Aufbau der Zellwand zukommt (im Unterschied zu löslichen Proteinen, die in vivo mit Komponenten der Zellwand assoziiert sind, wie z.B. Peroxidasen, Phosphatasen, Invertasen, Glucanasen und andere). Die überwiegende Mehrheit der Zellwandproteine ist glykosyliert (Glykosylierung), wobei der Kohlenhydratanteil zwischen 10 und 90% der relativen Molekülmasse liegt. Bei den Primärwänden der Dikotylen (Zweikeimblättrige Pflanzen) machen Zellwandproteine ca. 5%, bei den Gramineen (Süßgräser) sogar nur 0,5% des Trockengewichts aus. Es werden 5 Klassen von Zellwandproteinen unterschieden ( vgl. Tab. ): die Extensine, die Glycin-reichen Proteine (GRP), die Prolin-reichen Proteine (PRP), die Solanaceen-Lectine und die Arabinogalactan-Proteine (AGP). Die 5 Klassen sind möglicherweise evolutiv miteinander verwandt (molekulare Evolution), da alle – mit Ausnahme der Glycin-reichen Proteine – die ungewöhnliche Aminosäure Hydroxyprolin enthalten und Sequenzhomologien mit den Extensinen aufweisen. Die am besten charakterisierten Zellwandproteine sind die zur Familie der Hydroxyprolin-reichen Glykoproteine (HRGP) gehörenden Extensine, die durch Lösung der Wasserstoffbrücken zwischen den Cellulose-Mikrofibrillen zur Auflockerung der Zellwand und damit zur Wachstumssteigerung beitragen. Die Arabinogalactan-Proteine (AGP) spielen eine wichtige Rolle in der Zell-Zell-Kommunikation (Zellkommunikation) während der Differenzierung (Zelldifferenzierung). Da einige Zellwandproteine in Antwort auf Verwundung und Pathogenbefall gebildet werden, nimmt man an, daß sie Teil einer Signalkette sind, die an der Aktivierung der pflanzlichen Abwehr beteiligt ist. Vermutlich davon abgeleitet ist die in neuerer Zeit nachgewiesene Rolle von Zellwandproteinen bei der Erkennung und Abstoßung von eigenem oder sehr nahe verwandtem Pollen in den weiblichen Organen der Blüte (Selbstinkompatibilität). Expansine, Jasmonat-induzierte Proteine, Streckungswachstum.

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