Redox-Regulation der Wechselbeziehung zwischen Photosynthese, Respiration und N-Stoffwechsel in Cyanobakterien

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In Cyanobakterien als oxygenen photosynthetischen Prokaryonten besteht eine besonders enge Interaktion zwischen Photosynthese, Respiration und N-Stoffwechsel, vor allem auch L-Arginin-Stoffwechsel. Somit sind Cyanobakterien besonders gut für Untersuchungen geeignet, die die komplexe Wechselbeziehung zwischen Redoxzustand der Elektronentransportkette und Anpassungen des Photosynthese-Apparates sowie der nachfolgenden Stoffwechselwege aufklären können. Das hier vorgeschlagenen Projekt hat drei Hauptziele: A. Analyse der Kurzzeit- und Langzeit-Anpassungen in bereits vorliegenden Synechococcus PCC 7942-Mutanten mit einer vom Wildtyp abweichenden Photosystem II/Photosystem I-Stöchiometrie und damit einer veränderten Redoxhomöostase. B. Identifizierung eines mit der Elektronentransportkette interagierenden Redoxsensors in Synechocystis PCC 6803, und zwar ausgehend von Proteinen, die eine PAS-Domäne und zusätzlich eine flavin-bindende Domäne enthalten. C. Klärung der Signaltransduktionskette in Synechocystis PCC 6803, die den L-Arginin-Abbau (sowie Cyanophycin-Synthese/Abbau) mit der Photosynthese koordiniert. Vorläufige vergleichende Analysen von Synechocystis PCC 6803 Wildtyp vs. PsbO-freier Mutanten haben angedeutet, daß der Redox-Zustand von Photosystem II dabei eine wesentliche Rolle spielt.