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b'Die 4-Cumarat:Coenzym A Ligase (4CL) ist ein Enzym des allgemeinen\\nPhenylpropanstoffwechsels, das aktivierte Hydroxyzimts\\xe4ure-Ester zur Synthese spezifischer\\nPhenylpropanoide bereitstellt. In vielen Pflanzen kommen strukturell und funktionell sehr\\n\\xe4hnliche 4CL-Isoformen vor, weshalb diesem Enzym dort nur eine beschr\\xe4nkte regulatorische\\nFunktion bei der Verteilung der unterschiedlich substituierten Zimts\\xe4urederivate f\\xfcr\\nnachfolgende Synthesen zugesprochen wird. Durch Isolierung der cDNA der von Knobloch\\nund Hahlbrock (1975) partiell gereinigten Ligase 1 und der Vervollst\\xe4ndigung der\\nkodierenden Sequenz der Gm4CL4 konnte mit gro\\xdfer Wahrscheinlichkeit die Genfamilie der\\nSojabohne-4CLs komplettiert werden. Mit der cDNA der Gm4CL1 war au\\xdferdem erstmals\\neine 4CL-Sequenz verf\\xfcgbar, die f\\xfcr eine Sinapins\\xe4ure-umsetzende 4CL kodiert. Zusammen\\nmit den bereits beschriebenen 4CL-Isoenzymen 2 und 3 (Uhlmann und Ebel, 1993; M\\xf6llers,\\n1997) existieren in Sojabohne somit mindestens vier 4CL-Isoformen.\\nDie unterschiedlichen Substratspezifit\\xe4ten der rekombinanten Proteine, die F\\xe4higkeit, die\\ngesamte Gruppe der pflanzlichen Hxdroxyzimts\\xe4uren zu aktivieren und die differentielle\\nSynthese der Gm4CL-Isoformen nach Elicitor-Behandlung von Sojabohnezellkulturen bzw.\\nInfektion von Sojabohnekeimlingen weisen auf eine bedeutende regulatorische Funktion der\\n4CL hinsichtlich der Bereitstellung unterschiedlich substituierter Zimts\\xe4urederivate zur\\nSynthese spezifische Phenylpropanoide in Sojabohne hin. Dabei scheinen Gm4CL1 und\\nGm4CL2 vor allem an der Synthese von Phenylpropanoiden beteiligt zu sein, die f\\xfcr\\nWachstum und Entwicklung der Pflanzen ben\\xf6tigt werden, w\\xe4hrend Gm4CL3 und Gm4CL4\\naktivierte Zimts\\xe4uren bereitstellen, die aufgrund von Umweltver\\xe4nderungen ben\\xf6tigt werden.\\nDie 4CL wird mit Acyl-CoA Ligasen, Peptidsynthetasen und Luciferase zur Familie der\\nAMP-bindenden Proteine zusammengefa\\xdft. Diesen Enzymen ist nicht nur der Mechanismus\\nder AMP-Aktivierung gemeinsam, sondern sie besitzen auch \\xc4hnlichkeiten in ihren\\nProteinstrukturen. Durch Bildung von Hybridenzymen zwischen Gm4CL1 und Gm4CL3\\nkonnte der zentrale Sequenzbereich der 4CL als Substratspezifit\\xe4t-determinierende Region\\nermittelt werden. Mit Hilfe der Informationen, die von der Kristallstruktur der Phenylalaninaktivierenden\\nUntereinheit der Gramicidin-S-Synthetase gewonnen wurden, konnten vier\\nm\\xf6gliche Substratbindemotive der 4CL identifiziert werden. Innerhalb eines dieser Motive\\nunterscheidet sich die Gm4CL1 von allen anderen bisher klonierten 4CLs durch den Verlust\\neines Aminos\\xe4urerestes, wodurch die Gm4CL1 in der Lage ist, hochsubstituierte\\nZims\\xe4urederivate zu aktivieren. Wird der entsprechende Aminos\\xe4urerest der Gm4CL2\\n(Gm4CL2dV345) und Gm4CL3 (Gm4CL3dV367) entfernt, k\\xf6nnen beide Deletionsmutanten\\nSinapins\\xe4ure umsetzen. Au\\xdferdem ist Gm4CL3dV367 in der Lage, 3,4-Dimethoxyzimts\\xe4ure\\nzu aktivieren und zeigt eine deutlich erh\\xf6hte Affinit\\xe4t gegen\\xfcber Ferulas\\xe4ure. Durch das\\nEntfernen einer einzigen Aminos\\xe4ure k\\xf6nnen somit hochsubstituierte Zimts\\xe4urederivate umgesetzt werden. Die M\\xf6glichkeit, die Substratspezifit\\xe4t dieses zentralen Enzymes des\\nPhenylpropanstoffwechsels zu modifizieren, er\\xf6ffnet die Herstellung transgener Pflanzen mit\\ngew\\xfcnschtem Phenylpropanoid-Profil.'