Proteasen als Komponenten langfristiger physiologischer Anpassung des Chloroplasten

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Proteindegradation in Chloroplasten ist komplex und hochreguliert. Sie spielt u.a. bei der Anpassung des Organells an sich ändernde Bedingungen, bei seiner Modifikation in andere Organelltypen, der Reparatur seiner Strukturen oder bei Seneszenzprozessen eine wesentliche Rolle. An proteolytischen Prozessen im Chloroplasten beteiligen sich nach heutiger Kenntnis ca. 30 verschiedene Proteasen. Obwohl einige plastidäre Proteasen und ihre Gene bzw. cDNAs isoliert werden konnten, sind ihre Funktionen, die Mechanismen der Substraterkennung oder ihre Interaktionen nicht bekannt. Das Projekt zielt im wesentlichen darauf ab, derartige Mechanismen und an ihnen beteiligte Komponenten zu identifizieren. Durch Vergleich mit den homologen cyanobakteriellen Komponenten soll auch deren phylogenetischer Ursprung sowie ihre funktionelle Veränderung während der Evolution zum Eukaryonten erfaßt werden. Für Studien zur Proteolyse in Chloroplasten sollen auf der Basis von Vorarbeiten sowohl biochemische als auch molekulargenetische Strategien verfolgt werden, unter Nutzung vor allem von Arabidopsis und Synechocystis als Modelle. Von Synechocystis sollen "knockout"-Mutanten für möglichst alle Proteasen, von Arabidopsis u.a. Insertions-inaktivierte und Antisens-Mutanten hergestellt werden. Phänotypisch interessante Mutanten, vor allem mit Effekten an der Thylakoidmembran, sollen charakterisiert werden.