Kalzium-abhängige Regulation der Photosynthese in Chlamydomonas reinhardtii: Strukturelle und funktionelle Dynamik von Calredoxin, einem chloroplastidären Ca2+-abhängigen Thioredoxin

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Hippler
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224873199

Chloroplastidärer Ca2+-Transport (Import/Export), Allokation, Wahrnehmung und/oder Signaltransduktion sind für die Funktion des Chloroplasten und für eine effiziente Photosynthese bedeutsam. Unserer Hypothese nach existiert ein regulatorisches Netzwerk, welches plastidäres Ca2+ wahrnimmt und in die Regulation des photosynthetischen Elektronentransfers sowie in die Kontrolle der Proteinexpression eingebunden ist. Trotz seiner Wichtigkeit sind Details dieses Netzwerkes nahezu unbekannt. In diesem Antrag möchten wir unsere Arbeiten auf Calredoxin (CRX), einem neu identifizierten Faktor in diesem Netzwerk, konzentrieren. CRX ist ein chloroplastidäres Ca2-abhängiges Thioredoxin. Als Ca2-abhängiger Sensor, verbindet dieses Enzym Kalzium- und Redox-abhängige Regulationsprozesse. Die Bindung von Ca2+ an CRX remoduliert seine Struktur und erlaubt Elektronentransfer mit einem Chloroplast-lokalisierten Peroxiredoxin (PRX1), essentiell für Akklimatisationsprozesse an erhöhte Lichtintensitäten. Es ist nun unser Ziel (i) zu verstehen wie die Protein-Protein-Interaktion zwischen CRX und PRX1 mechanistisch abläuft und wie die Ca2+-abhängigen Strukturänderungen im CRX, Bindung und Elektronentransfer zwischen CRX und PRX1 regulieren. Ein weiteres Ziel ist die Verbindung zwischen CRX und den Ca2+- und Redox-abhängigen Regulationsnetzwerken im Chloroplasten zu verstehen. Im Besondern wie CRX die Photoprotektion und die Regulation des plastidären Redoxhaushalts beeinflusst. Des Weiteren möchten wir Faktoren identifizieren (iii) welche die Expression von CRX regulieren, um den Zusammenhang zwischen Photorezeption und Photosynthese sowie zwischen Kalzium und Redoxkontrolle im Chloroplasten besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen