Hilfsproteine für die Bildung und Funktion der thylakoidären ATP Synthase

• Antragsteller: Professor Dr. Dario Leister
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261977268

Die chloroplastidäre F1Fo-ATP Synthase (cpATPase) ermöglicht die lichtabhängige und Protonengradient-getriebene Synthese von ATP und besteht aus zwei Subkomplexen: dem membranständigen CFo Protonen-Kanal und dem peripheren CF1 Teil, der die katalytischen Zentren für die ATP Synthese enthält. Zahlreiche Hilfsproteine sind erforderlich, damit ein funktioneller cpATPase Komplex gebildet werden kann: zum einen Proteine, die für die Expression der chloroplastidären Gene für cpATPase Untereinheiten (die atp Gene) erforderlich sind, zum anderen Proteine, die direkt an der Assemblierung beteiligt sind. Einige Assemblierungsfaktoren der F1Fo-ATP Synthase von Hefe und Prokaryoten sind bekannt, aber bei Pflanzen wurde bisher nur der Assemblierungsfaktor ALB4 beschrieben. Außerdem sind einige Faktoren bekannt, die bei Pflanzen die Expression der atp Gene ermöglichen. Bei diesem Projekt sollen zwei Hilfsproteine für die Biogenese der cpATPase bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana charakterisiert werden. Das erste Protein, AtCGL160, scheint ein Assemblierungsfaktor im engeren Sinn zu sein, der mit der c-Untereinheit des CFo Subkomplex auf Proteinebene interagiert. Interessanterweise weist AtCGL160 neben einer pflanzenspezifischen Domäne einen kürzeren Bereich auf, welcher mit der Sequenz der prokaryotischen Atp1/UncI Proteine (für die auch eine Rolle bei der ATP Synthase Assemblierung angenommen wird) verwandt ist. Daher wollen wir aufklären, über welchen Mechanismus AtCGL160 die Assemblierung der cpATPase unterstützt, ob dieser Mechanismus zwischen Prokaryoten und Eukaryoten konserviert ist und untersuchen, welche Funktion die pflanzenspezifische Domäne hat. Das zweite Protein, AtCGLD11, für das wir eine Funktion bei der cpATPase Biogenese gefunden haben, ist löslich und weist ein Expressionsprofil auf, das eine Funktion bei der Expression der atp Gene impliziert. Daher werden wir die Funktion von AtCGLD11 schwerpunktmäßig bezüglich der Expression der atp Gene untersuchen, was auch globale Ansätze einschließt, die Interaktionen mit der Gesamtheit der chloroplastidären Gene und Transkripte detektieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen