Brassinosteroidien

Brassinosteroidien (BR) sind eine Klasse polyhydroxylierter Steroide, die als Phytohormone das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen regulieren. Zu den wichtigsten Vertretern gehören Brassinolide (BL) und Castasterone (CS). BR kommen in vielen Landpflanzen vor und wirken auf Zellen, Gewebe und ganze Organe, indem sie Wachstumsprozesse fördern und Differenzierung beeinflussen.

Die BR-Synthese erfolgt aus Sterolvorstufen über mehrere Enzyme, darunter DWF4, CPD und BR6OX. Mutationen in BR-Biosynthese-Genen führen zu Wachstumsstörungen wie Dünn- oder Zwergwuchs; die Verabreichung exogener BR kann solche Defekte teilweise kompensieren. Die Verteilung der endogenen BR variiert je nach Gewebe und Entwicklungsstadium, wodurch BR eine fein justierte Steuerung verschiedener Wachstumsphasen ermöglichen.

Das Signaling von Brassinosteroidien beginnt mit der Wahrnehmung durch den Rezeptor BRI1 an der Plasmamembran, oft in Komplex mit dem Corezeptor BAK1. Nach BR-Bindung wird eine Signalkaskade aktiviert, die den GSK3-gleichen Kinase BIN2 inaktiviert. Dadurch werden die Transkriptionsfaktoren BES1 und BZR1 von Phosphorylierung befreit, gelangen in den Zellkern und regulieren BR-abhängige Zielgene. Ohne BR phosphorylieren BIN2 BES1/BZR1, was deren Aktivität und Kernlokalisation hemmt. Diese Regulation beeinflusst zahlreiche Gene, die Zellwandbildung, Zellstreckung, Differenzierung und Stoffwechselwege betreffen.

Funktionen und Bedeutung: BR fördern Zellstreckung und Gewebedifferenzierung, beeinflussen Blattwinkel, Wurzelwachstum und Blütezeiten. Sie interagieren mit anderen Hormonen wie Auxin, Gibberellin und ABA und reagieren sensibel auf Umweltreize wie Licht und Stress. In Forschung und Landwirtschaft dienen BR-Quellen oder Modulatoren dazu, Wachstum, Biomasse und Stressverträglichkeit zu beeinflussen, wobei eine Überdosierung oft unerwünschte Nebenwirkungen hervorruft.