Forschung der HU erm?glicht besseres Verst?ndnis der Chlorophyllsynthese
Forschungsarbeiten an dem Chaperon cpSRP43 hat die Arbeitsgruppe
Grimm an der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand,
Wild-type) ausgeführt. Die Deletion des Gens für cpSRP43 sorgt für
einen hellgrünen Ph?notyp, der durch erneutes Einfügen eines cpSRP
Transgens in die cpsrp43 Mutante (Mitte) wieder zum wildtypartigen
Erscheinungsbild komplementiert werden kann (cpsrp43-com)
Photosynthese ist ein unerl?sslicher Prozess für das Leben aller Organismen auf unserem Planeten. Durch ihn wird Sonnenlicht in biochemische Energie umgewandelt. Das Pigment Chlorophyll spielt in diesem Prozess eine zentrale Rolle. Ein Forscherteam der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) brachte jetzt neue Erkenntnisse, wie die Synthese von Chlorophyll reguliert wird.
Das Sonnenlicht wird durch das Pigment Chlorophyll absorbiert und in der Photosynthese in biochemische Energie umgewandelt. In dem pflanzlichen Organell Chloroplast ist das Chlorophyll in Licht-Sammel-Proteine der Photosynthesekomplexe (light-harvesting chlorophyll-binding proteins, LHCPs) eingebaut. Diese LHCPs werden nach ihrer Synthese im Zytoplasma und ihrem Import in die Chloroplasten auf dem weiteren Weg mittels der Chlorplasten-Signalerkennungspartikel cpSRP43 und cpSRP54 zu ihrem Bestimmungsort transportiert und dort in die Thylakoidmembran integriert, in der die Photosynthesevorg?nge stattfinden. Bei der Integration der LHCPs in die Membranen werden die Chlorophylle eingefügt.
Damit immer ausreichende Chlorophyllmengen für die Photosynthese zur Verfügung stehen, muss die Synthese des Chlorophylls mit der Bereitstellung der LHCPs wirksam koordiniert werden. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Chlorophyllsynthese erfolgt mit dem ersten Enzym des Stoffwechselweges, der Glutamyl-tRNA Reduktase (GluTR). GluTR sorgt dann für die erforderliche Menge an 5-Aminol?vulins?ure, dem Baustein aller Chlorophylle. Die Aktivit?t und Stabilit?t von GluTR ist auf sehr vielf?ltige Weise reguliert. Ein Forscherteam der HU untersuchte jetzt, wie genau dieser Vorgang geregelt wird.
Dr. Peng Wang, Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Pflanzenphysiologie von Prof. Bernhard Grimm entdeckte, dass cpSRP43 Chaperoneigenschaften auf das Enzym GluTR ausübt. Das hei?t, es unterstützt das Enzym bei der korrekten Faltung und beim Zusammenbau in Komplexen. Das cpSRP43 interagiert mit GluTR an sogenannten ?aggregation-prone motifs“ (das hei?t Proteinbereichen, die besonders anf?llig für Aggregatbildung sind) und verhindert die Aggregation der GluTR. Somit wird die Stabilit?t der GluTR gef?rdert und ihre Inaktivierung vermieden. ?In ihrer kürzlich ver?ffentlichten Studie beschreiben die Forscher somit eine weitere Funktion des Chaperons cpSRP43 in einem neuartigen posttranslationalen Kontrollmechanismus der GluTR. Neben dem Transport der LHCPs innerhalb der Chloroplasten sorgt cpSRP43 auch durch Stabilisierung der GluTR für ad?quate Synthese der 5-Aminol?vulins?ure und somit für die geeignete Menge an Chlorophyllen im Verlauf von st?ndig wechselnden Umweltbedingungen. Die Arbeitsgruppe vermutet, dass cpSRP43 dank der Chaperonfunktion nun eine Kopplung der ma?geschneiderten Raten des LHCP Transports sowie der Chlorophyllsynthese erm?glicht.
Die vollst?ndige Studie ist unter dem Titel ?Chloroplast SRP43 acts as a chaperone for glutamyl-tRNA reductase, the rate-limiting enzyme in tetrapyrrole biosynthesis“ in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A. erschienen.
Weitere 三亿体育·(中国)官方网站
三亿体育·(中国)官方网站
Prof. Dr. rer. nat. Bernhard Grimm
Institut für Biologie
Tel.: 030 2093-46312
bernhard.grimm@rz.hu-berlin.de
Pressekontakt
Hans-Christoph Keller
Sprecher der Humboldt-Universit?t zu Berlin
Leiter der Stabsstelle Presse- und ?ffentlichkeitsarbeit
Tel.: 030 2093-2332
hans-christoph.keller@hu-berlin.de
?