Bioökonomie International 2015: ProPlanta - Pflanzenschutz durch antimikrobielle Peptide und Gallate

In dem vorliegenden Pro-Planta Projekt werden zwei Technologieplattformen zum Schutz von Zitruspflanzen gegen Zitrus-Krebs (citrus canker) entwickelt und evaluiert, welche den Einsatz von Pestiziden drastisch reduzieren bzw. ersetzen werden. Plattform (a) besteht aus bifunktionalen Fusionsproteinen mit einer antimikrobiellen und einer Blattverankernden Einheit (Ankerpeptid) und Plattform (b) basiert auf Gallate (Pestizide) beladenen Mikrogel-Containern, welche mittels Ankerpeptide an die Blattoberflächen gebunden werden und die Gallate langsam und nach Bedarf freisetzen. Alle wichtigen Zitruspflanzenarten sind vom Zitrus-Krebs betroffen und es wird prognostiziert, dass eine Milliarde $ für die Kontrolle und Eindämmung der Krankheit ausgegeben werden müssen. Ziel des Pro-Planta Projekts ist mit Hilfe der neuen Technologieplattformen den Einsatz von Bakteriziden/Kupfer signifikant zu reduzieren. Die bifunktionalen Fusionsproteine werden auf den Zitrusblättern immobilisiert und sind antimikrobiell/antimykotisch aktiv. Die Verankerung der antimikrobiellen Peptide und der Mikrogele auf den Zitrusblättern wird durch die Untersuchung von 10 unterschiedlichen Ankerpeptiden erreicht. Anschließend werden zwei Ankerpeptide ausgewählt und mittels Protein Engineering für eine stärkere Blattbindung (Regenwiderstandsfähigkeit) und/oder proteolytische Stabilität verbessert. Das Protein Engineering wird mit einem eGFP-Fusionsprotein durchgeführt. Bifunktionale Fusionsproteine werden durch die Fusion der beiden ausgewählten Ankerpeptide mit den antimikrobiellen Peptiden generiert. Es ist bekannt, dass die zuvor aufgezählten Peptide eine wachstumsinhibierende Wirkung auf Xanthomonas citri (Zitrus-Krebs) besitzen und unbedenklich für den Menschen sind. In den bifunktionalen Fusionsproteinen wird das Ankerpeptid durch eine aus mind. 10 Aminosäuren bestehende Helix von dem antimikrobielle Peptid separiert, um einem Aktivitätsverlust der antimikrobiellen Peptide entgegenzuwirken.