SufD - Bestandteil eines essentiellen plastidär lokalisierten Systems in Cyanobakterien, Cryptomonaden und höheren Pflanzen

Durch die vorliegende Arbeit konnte ein Beitrag zur funktionellen Charakterisierung des Nucleomorph-kodierten und plastidär lokalisierten Proteins ORF467 aus Guillardia theta geleistet werden. Dieses Protein konnte durch Sequenzhomologien als Bestandteil SufD des plastidären SUF-Systems identifizie...

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Main Author: Hjorth, Elmar
Contributors: Maier, Uwe-G. (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2005
Biologie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Durch die vorliegende Arbeit konnte ein Beitrag zur funktionellen Charakterisierung des Nucleomorph-kodierten und plastidär lokalisierten Proteins ORF467 aus Guillardia theta geleistet werden. Dieses Protein konnte durch Sequenzhomologien als Bestandteil SufD des plastidären SUF-Systems identifiziert werden. Mit immunologischen Methoden konnte SufD in der Plastide von Guillardia theta nachgewiesen werden. Ein Gen für eine weitere Komponente des SUF-Systems, SufS, wurde durch die Auswertung von EST-Daten im Kerngenom lokalisiert. Die Cryptomonade Guillardia theta enthält damit ein über drei Genome, Kern, Plastide und Nucleomorph, verteiltes plastidäres SUF-System. Die heterogenomische Knock-out Mutation von SufD in Synechocystis führte zu einem Defekt der Zellteilung, der durch die Bildung von aus vier Zellen bestehenden Teilungsstadien gekennzeichnet war. In Importexperimenten mit radioaktivem Eisen wurde eine erhöhte Eisenaufnahme der SufD-Mutante gemessen. Die Analyse einer T-DNA Mutante des SufD-Homologen ATNAP6 in Arabidospis thaliana zeigte Defekte in der Embryonalentwicklung, eine veränderte Ultrastruktur der Chloroplasten, sowie ein reduziertes Wurzelwachstum und verringerten Chlorophyllgehalt der Pflanzen. Durch die in vivo Expression von GFP-Fusionsproteinen von ATNAP6 in Protoplasten konnte eine plastidäre Lokalisation von ATNAP6 nachgewiesen werden. Das Lokalisationsmuster zeigte eine Verteilung der GFP-Fluoreszenz in abgegrenzten subplastidären Bereichen, die für die subplastidäre Lokalisation notwendige beta-helikale Proteindomäne von ATNAP6 wurde durch die Generierung und in vivo Expression von modifizierten ATNAP6-GFP Fusionsproteinen identifiziert. In einer Expressionsanalyse mit einem Oligonukleotid-Genchip Microarray konnten signifikante Änderungen der Expression von regulativen Genen und von Genen in verschiedenen Stoffwechselwegen der ATNAP6 Knock-out Mutante gemessen werden. Die Expressionsdaten der ATNAP6 Knock-out Mutante und der komplexe Phänotyp von atnap6 konnten als Folge eines grundlegenden Defekts des plastidären SUF-Systems zur Synthese von Eisen-Schwefel Clustern interpretiert werden und ermöglichten es, ein Modell für die Funktion von ATNAP6 in Arabidopsis thaliana zu formulieren.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2006.0062