Proteasen als Komponenten langfristiger physiologischer Anpassung des Chloroplasten

• Antragsteller: Professor Dr. Hugo Scheer, seit 11/2006
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5261215

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Proteindegradation in Chloroplasten spielt bei der Genexpression, der Anpassung des Organells an sich ändernde Bedingungen, seiner Modifikation, der Reparatur seiner Strukturen oder bei Seneszenzprozessen eine wesentliche Rolle. Ziel des Projekts war, die Degradationsmaschinerie, deren Mechanismen und die involvierten Proteasen von Synechocystis sp. PCC 6803 und Arabidopsis-Chloroplasten vergleichend zu untersuchen. Der Vergleich der Genomsequenzen beider Objekte ergab 62 Proteasegene in Synechocystis und 49 Peptidasen cyanobakteriellen Ursprungs in Chloroplasten von Arabidopsis. Wir haben einige Proteasen, insbesondere Stress-involvierte Mitglieder der Deg-, SppA und Clp-Familien von Synechocystis und Arabidopsis ausgeschaltet, und deren Rolle bei Stressanpassungen, z. B. Akklimatisierung an Lichtstress, Hitzestress oder Mineralmangel, untersucht. Es wurde gezeigt, dass homologe Proteasen in Cyanobakterien und höhere Pflanzen möglichenweise unterschiedliche Funktionen haben. In diesem Bericht werden die Funktionen einzelner Mitglieder der Deg-, und SppA-Proteasenfamilien sowie ClpP2-Protease beschrieben, sowie erste Ergebnisse zur in vitro Rekonstitution von Kernkomplexen aus Purpurbakterien für Protease-Tests.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2004) Involvement of the SppA1 peptidase in acclimation to saturating light intensities in Synechocystis sp. PCC 6803. J Bacteriol 186, 3991 - 3999
  Pojidaeva E, Zinchenko V, Shestakov S, and Sokolenko A
  
• (2005) Phycobilisome linker proteins are phosphorylated in Synechocystis sp. PCC 6803. J Biol Chem 280, 21667 - 21672
  Piven I, Ajlani G and Sokolenko A
  
• (2005) SppA peptidases: family diversity from heterotrophic bacteria to photoautotrophic eukaryotes. Physiol Plant 123, 391 - 398
  Sokolenko A
  
• (2005) TCP34, an novel nuclear-encoded response regulator-like TPR protein of higher plant chloroplasts. J Mol Biol 357, 535 - 549
  Weber P, Fulgosi H, Piven I, Müller L, Krupinska K, Duong V. H., Hermann RG and Sokolenko A
  
• (2005) Upregulation of a PSII core protein phosphatase inhibitor and sustained D1 phosphorylation in zeaxanthin-retaining, photoinhibited needles of ovenvintering Douglas fir. Plant Cell Env 28, 232 - 240
  Ebbert V, Adams III WW., Mattoo AK, Sokolenko A, Demmig-Adams B