Die Rolle von Nitrilase 4 im Cyanidstoffwechsel von Arabidopsis thaliana\textit {Arabidopsis thaliana} (L.) Heynh.

Die Detoxifikation des Atmungsgiftes Cyanid, das in Höheren Pflanzen als Nebenprodukt der Ethylenbiosynthese entsteht, beginnt mit der Bildung der Aminosäure $\beta$-Cyanoalanin ($\beta$-CA) aus Cystein und Cyanid. Der Abbau von $\beta$-CA wird durch Nitrilase 4 (NIT4) katalysiert, die es zu Asparagin bzw. Aspartat umsetzt. Zunächst wurden durch die Untersuchung von zwei Asparaginasen Redundanzen bei dieser Reaktion in Arabidopsis ausgeschlossen. Die Analyse der NIT4-Expression erfolgte mittels $\beta$-Glucuronidase-Reportergenpflanzen, die Bestimmung der intrazellulären Lokalisation von NIT4 durch transiente Expression eines NIT4-GFP-Fusionsproteins. Zur Untersuchung der Umsetzung von $\beta$-CA $\textit {in vivo}$ wurden transgene Pflanzenlinien hergestellt, die eine veränderte NIT4-Expression aufwiesen (knockout- und Überexpressionspflanzen). Diese wurden physiologisch und molekular analysiert, wodurch die Beteiligung von NIT4 am Abbau von $\beta$-CA in Arabidopsis gezeigt werden konnte.The detoxification of toxic cyanide, which is formed as a byproduct of ethylene biosynthesis in higher plants, starts with the formation of the amino acid $\beta$-cyanoalanine ($\beta$-CA) from cysteine and cyanide. The degradation of $\beta$-CA to asparagine and aspartate, respectively, is known to be catalysed by Nitrilase 4 (NIT4) $\textit {in vitro}$. To exclude redundancies in this reaction, the two asparaginases encoded in the Arabidopsis genome were overexpressed in $\textit {E. coli}$ and tested for their activity with $\beta$-CA. The analysis of NIT4-expression was performed with $\beta$-glucuronidase reportergene plants. Using NIT4 GFP fusion proteins in a transient expression assay the intracellular localisation of NIT4 was revealed as cytosolic. After the creation of transgenic NIT4-knockout and -overexpression lines the conversion of $\beta$-CA in these plants was analysed on a physiological and molecular basis. The resulting data proved the involvement of NIT4 in the in vivo degradation of $\beta$-CA