Von den Substraten zur Funktion: Funktionelle Interaktion zwischen STN7/STN8 und pCK2 im Rahmen photosynthetischer Anpassungsprozesse

• Antragsteller: Professor Dr. Sacha Baginsky
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 204473045

Das hier vorgeschlagene Forschungsprojekt setzt unsere langfristigen Bemühungen fort, Chloroplasten-Phosphorylierungsnetzwerke zu entschlüsseln und den Crosstalk zwischen verschiedenen Plastiden-Proteinkinasen zu verstehen. Wir haben die Dreifachmutante stn7/stn8/pck2 generiert und werden diese phänotypisch und biochemisch charakterisieren. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf die funktionelle Charakterisierung der photosynthetischen Akklimation gelegt, um Prozesse zu entschlüsseln, die vom Crosstalk zwischen diesen drei Proteinkinasen abhängen. Da der stn7/stn8/pck2-Phänotyp schwerwiegend ist und die Wachstumsdefekte die der stn7/stn8-Doppel- und der pck2-Einzelmutanten teilweise übersteigen, gehen wir von einer Kooperativität zwischen den verschiedenen Kinasen aus. Eine offensichtliche Kooperation besteht bei der Phosphorylierung von mindestens zwei Proteinen des Thylakoidmembransystems, nämlich PsbH und PSI-P. Um die Funktion der lichtunabhängigen Phosphorylierung dieser Proteine durch pCK2 zu verstehen, werden wir die Fähigkeit der Dreifachmutante testen, die beiden Photosysteme zu assemblieren. Darüber hinaus wollen wir die Reparatureigenschaften von Photosystem II nach Photoinhibierung analysieren und den Einfluss der Dreifachmutation auf das Metabolom systematisch kartieren. Während diese Experimente auf eher kurzfristige Akklimationsprozesse abzielen, streben wir ein ebenfalls verbessertes Verständnis der Funktion der Phosphorylierung bei der Langzeitakklimation an. Zu diesem Zweck werden wir detaillierte Analysen plastidärer ribosomaler Phosphorylierungsmuster durchführen und die Nutzung ribosomaler Phosphorylierungsstellen in Kinasemutanten, hell- und dunkeladaptierten Chloroplasten und in Polysomen im Vergleich zu freien Ribosomen analysieren. Dies wird ein besseres Verständnis dafür liefern, wie Phosphorylierung die Translation reguliert und die Verbindungen zwischen plastidären Proteinkinasen und photosynthetischen Akklimationsprozessen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen