Die dynamische Funktion der Typ II-Peroxiredoxine B/C/D als Redoxsensoren im Redox-regulatorischen Netzwerks des Cytosols.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Karl-Josef Dietz; Professorin Dr. Iris Finkemeier
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496357082

Thiol-Redox-regulatorische Netzwerke sind ein gemeinsames Merkmal aller plasmatischen Zellkompartimente einschließlich des Zytosols. Diese Redox-Netzwerke steuern viele Prozesse wie zum Beispiel Stoffwechselfunktionen und Signalübertragung. In Pflanzen ist das Redox-Netzwerk der Chloroplasten am besten verstanden. Seine spezifischen Eigenschaften und Funktionen im Zytosol sind jedoch noch weitgehend ungeklärt, insbesondere in Hinblick auf die Rolle von Typ-II-Peroxiredoxinen (PRXIIB/C/D) als Redoxsensoren im Vergleich zu Glutathion-Peroxidase-like Proteinen (GPXL). Dieses Projekt wird sich mit der Konkurrenz um Elektronen, der Spezifität der Wechselwirkung und der Kinetik der Redoxprozesse im Cytosol von A. thaliana befassen. In zeitaufgelösten Messungen wird die Ausbreitung und Übertragung eines oxidativen Stimulus in einem neuartigen Rekonstitutions-System, bestehend aus verschiedenen Netzwerkkomponenten, untersucht. Unter Verwendung von hochauflösender und quantitativer Massenspektrometrie (MS)-basierter Proteomik werden in diesem rekonstituierten System, Redoxmodifikationen an Thiolen wie Disulfide und S-Glutathionylierung bestimmt und die Rollen der einzelnen Redoxelemente im System analysiert. Die Funktion der drei PRXIIB/C/D-Isoformen wird unter Lichtstress oder bei RBOH-Aktivierung in Knock-out-Linien mittels CRISPR/Cas untersucht und mit Mutanten mit Defekten in GPXL2/8 verglichen. Das Interaktom von PRXIIB wird in vitro und in vivo mittels Pulldown-Analysen und unter Verwendung von Turbo-ID-PRXII-Konstrukten in Kombination mit quantitativer Massenspektrometrie untersucht. Die Bedeutung des Redox-Netzwerks wird an zwei Zielproteinen weiter untersucht, nämlich der Redox-Regulation der zytosolischen Glyceraldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase (GAPC) und der vakuolären H+-ATPase. Insgesamt soll im Projekt das Konzept der „Redoxosomen“ als regulatorische Einheiten getestet werden. Ein erweitertes quantitatives Verständnis der zytosolischen Redox-Subnetzwerke wird durch mathematische Modellierung und dynamische Simulation gesucht, um neue Einblicke in die kinetische Kopplung zwischen den Netzwerkkomponenten zu liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen