SPP 1710/2: Thiol-basierte Kontrolle des Tetrapyrrolstoffwechsels: Posttranslationale Kontrolle der Tetrapyrrolbiosyntheseenzyme durch NADPH-abhängige Thioredoxin-Reduktase C und Thioredoxine


Pflanzen koordinieren die durch Photosynthese erzeugte Produktion von Energieträgern und Reduktionsäquivalenten mit der Kontrolle der Aktivitäten ihrer Stoffwechselwege. Da der Redoxstatus des Chloroplasten ganz wesentlich durch die Aktivitäten der Photosynthese bestimmt ist, ist zu vermuten, dass auch die strikte Dunkelrepression und Licht-abhängige Aktivierung der 5-Aminolävulinat(ALA)-Synthese für die Bildung von Chlorophyll durch die Veränderung der Thiol-Gruppen der beteiligten Enzyme redox-reguliert ist. Meine Arbeitsgruppe ist an der Aufklärung der posttranslationalen Kontrolle der Tetrapyrrolbiosynthese interessiert. Wir identifizierten bereits einige redox-abhängige Enzyme des Stoffwechselweges, die durch NADPH-abhängige Thioredoxin-Reduktase C (NTRC) und die Thioredoxine (TRX) in ihrer Aktivität und Stabilität verändert wurden. In Fortsetzung stellen wir uns in dem Nachfolgeantrag den folgenden Zielen: (i) Untersuchung der Arbeitshypothese, ob und wie die dunkel-abhängige Drosselung der ALA-Synthese durch Inaktivierung der Glutamyl-tRNA Reduktase (GluTR) mittels des Negativregulators FLU (FLUORESCENT) durch einen Redoxmechanismus kontrolliert wird und (ii) Analyse von NTRC und TRX-katalysierten thiol-basierten Redoxreaktionen an den Enzymen ALA-Dehydratase (ALAD) und Protoporphyrinogenoxidase (PPOX) und Aufklärung der physiologischen Auswirkungen der Redoxkontrolle auf die veränderte Aktivität und Stabilität dieser Zielenzyme. Es wird langfristig erwartet, dass diese Arbeiten zu einem erhöhten Verständnis der thiol-basierten Regulation dieser wichtigen Enzyme in der Tetrapyrrolsynthese beitragen, durch die Enzymaktivität, Proteinstruktur und -stabilität, Protein-Protein Interaktion und die Lokalisierung der Enzyme innerhalb der Chloroplasten beeinflusst werden. Dies trifft insbesondere für die für höhere Pflanzen unabdingbare Licht/Dunkelregulation der ALA-Synthese durch GluTR zu.


Projektleitung
Grimm, Bernhard Prof. Dr. rer. nat. Prof. Dr. (Details) (Pflanzenphysiologie)

Laufzeit
Projektstart: 07/2017
Projektende: 09/2020

Forschungsbereiche
Pflanzenphysiologie

Zuletzt aktualisiert 2021-07-07 um 16:26