Bildung des pflanzlichen Phytochrom-Chromophors und verwandter cyanobakterieller Phycobiliprotein-Chromophore

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Phytochrome, bestehend aus einem Proteinanteil und dem BilinChromophor, spielen eine zentrale Rolle bei der Antwort von Pflanzen auf Licht. Über die Biochemie der Bildung des Phytochrom-Chromophors Phytochromobilin ist bisher wenig bekannt. Die Klonierung des Gens für die Phytochromobilin Synthase aus Arabidopsis thaliana soll die Grundlage einer intensiven biochemischen Charakterisierung dieses Prozesses bilden. Nach rekombinanter Darstellung des Proteins, sowie dessen chromatographischer Reinigung sollen anschließend die Quartärstruktur, Substratspezifität, Spezifität des beteiligten Redoxpartners und die Reihenfolge der Substratbindung aufgeklärt werden. Schließlich gilt es, die chemische Grundlage der Enzymkatalyse zu verstehen und die zugehörige Struktur mittels Kristallographie und Röntgenstrukturanalyse zu lösen. Ein weiteres Ziel des Projektes ist die gerichtete Mutagenese der Phytochromobilin Synthase zur Veränderung der Bilinspezifität und eine anschließende Untersuchung des entstehenden Phytochromes in vitro und in planta. Dabei wird erhofft, eine veränderte Reaktion des Phytochroms auf Lichtqualität und -quantität zu erhalten.