Investigation of Dinoflagellate Plastid Protein Transport using Heterologous and Homologous in vivo Systems

Die in dieser Arbeit generierten und analysierten Expressed Sequence Tag (EST) Daten von Ceratium horridum entsprechen in vielen Hinsichten den allgemeinen Kriterien verglichen mit bekannten ESTs aus anderen Dinoflagellaten. Ein Vergleich von Transitpeptiden aus Dinoflagellaten mit Transitpeptiden aus Diatomeen und Pflanzen zeigte ein vergleichsweise geringeres Vorkommen hydroxylierter Aminosäuren, eine geringere positive Gesamtladung und ein vermehrtes Vorkommen basischer Aminosäuren am N-Terminus. Ähnlich zu den Transitpeptiden des Alveolaten Plasmodium falciparum, sind Transitpeptide aus Dinoflagellaten insgesamt positiv geladen, verarmt an sauren Aminosäuren und beinhalten zu größten Teilen eine Chaperonbindestelle. Die niedrige positive Gesamtladung der Transitpeptide aus Dinoflagellaten sowie eine signifikante Trennung dieser Ladung in eine negative C-terminale Hälfte und positive N-terminale Hälfte konnten als neue Besonderheiten identifiziert werden. Trotz des häufigen Vorkommens der negativen C-terminalen Ladung, hatte dieses Merkmal keine eindeutige Wirkung auf die Importkompetenz der topogenen Signale von Amphidinium carterae in heterologen in vivo Systemen. Basierend auf den Ergebnissen von Transfektionen in Pisum sativum und Phaeodactylum tricornutum, hängt die Information eines Transitpeptids weder von der positiven Gesamtladung, noch von der N-terminalen positiven Ladung oder der Aminosäurenzusammensetzung ab. Proteinimport in Plastiden von Diatomeen und Pflanzen scheint folglich von bislang unidentifizierten sequenzspezifischen Mustern oder Motifen abhängig zu sein. Eine partielle Austauschbarkeit von topogenen Signalen zwischen einem Dinoflagellaten und einem Chromisten ist trotz hoher Homologien der maturen Proteinsequenzen nicht auf Alveolaten und Pflanzen übertragbar. Somit scheinen Zielsteuerungssequenzen schneller zu evolvieren als die maturen Proteindomänen. Die Untersuchung des homologen intrakompartimentalen Transports dreier plastidärer Proteine in Amphidinium carterae zeigte Unterschiede in Bezug auf den Transportweg. Während die Proteine PsbO und Prk über einen Golgi-vermittelten Transport in die Plastide gelangen, scheint RbcL dieses Kompartiment zu umgehen und direkt über das ER in die Plastiden zu gelangen. Daher ist davon auszugehen, daß ein für Dinoflagellaten bislang unbekannter, möglicherweise proteinklassenabhängiger Transportweg existiert.