Hemmung der Phospholipase D durch Lysophosphatidylethanolamin, ein lipidabgeleiteter Seneszenzverzögerer

Die durch lipidabgeleitete Second Messenger oder biologisch aktive Lipide vermittelte Phospholipid-Signalübertragung ist noch neu und in Pflanzen nicht gut etabliert. Wir haben kürzlich herausgefunden, dass Lysophosphatidylethanolamin (LPE), ein natürlich vorkommendes Lipid, die Seneszenz von Blättern, Blüten und nach der Ernte geernteten Früchten verzögert. Phospholipase D (PLD) wurde als Schlüsselenzym vorgeschlagen, das an der Degeneration von Membranphospholipiden während der frühen Phasen der Pflanzenalterung beteiligt ist. Hier berichten wir, dass LPE die Aktivität der teilweise gereinigten Kohl-PLD in einem zellfreien System auf hochspezifische Weise hemmte. Die Hemmung von PLD durch LPE war dosisabhängig und nahm mit der Länge und Ungesättigtheit des LPE-Acylstrangs zu, während einzelne molekulare Komponenten von LPE wie Ethanolamin und freie Fettsäuren keinen Einfluss auf die PLD-Aktivität hatten. Enzymkinetische Analysen deuteten auf eine nichtkompetitive Hemmung von PLD durch LPE hin. Im Vergleich dazu hatten verwandte Lysophospholipide wie Lysophosphatidylcholin, Lysophosphatidylglycerin und Lysophosphatidylserin keinen signifikanten Effekt auf die PLD-Aktivität, während PLD durch Lysophosphatidsäure stimuliert und durch Lysophosphatidylinositol gehemmt wurde. Membranassoziierte und lösliche PLD, die aus Kohl- und Rizinusblattteststoffen extrahiert wurden, wurden ebenfalls durch LPE gehemmt. In Übereinstimmung mit der acylspezifischen Hemmung von PLD durch LPE wurde die Seneszenz von Preiselbeeren, gemessen an der Ethylenproduktion, wirksamer gehemmt, je nach zunehmender Acylstranglänge und Ungesättigtheit von LPE. Es sind keine spezifischen Hemmstoffe von PLD in Pflanzen und Tieren bekannt. Wir demonstrieren eine spezifische hemmende Regulation von PLD durch ein Lysophospholipid.