Funktion der Antennensubkomplexe des Photosystems II bei der Regulation der Energieverteilung und der Carotinoidumwandlung in der Thylakoidmembran

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Die Wärmedissipation überschüssiger Anregungsenergie in den minoren Antennenproteinen des Photosystems II - Lhcb4, Lhcb5 und Lhcb6 - mittels des im Xanthophyllzyklus gebildeten Carotinoids Zeaxanthin stellt einen wichtigen Schutzmechanismus der Pflanze gegenüber photooxidativer Schädigung dar. In dem geplanten Vorhaben sollen Knock-out-Mutanten bzw. AntisensePflanzen mit spezifischen Defizienzen in bezug auf die minoren PSII-Antennen hergestellt, sowie physiologisch, biochemisch und biophysikalisch analysiert werden. Mit Hilfe der rekombinanten (in Escherichia coli überexprimierten) Proteine sollen zudem die Unterschiede zwischen den einzelnen Proteinen in bezug auf die Carotinoidbindung und die Carotinoidumwandlung aufgezeigt werden. Diese Arbeiten lassen ein detailliertes Verständnis der Funktionen der minoren Antennenproteine in der differenzierten Regulation von Energieverteilung, Xanthophyllumwandlung und den damit assoziierten Schutzmechanismen in PSII erwarten. Parallel soll für Arabidopsis thaliana über eine Screnning mit einem großflächigen Fluoreszenz-Imaging-Verfahren eine Mutantenbibliothek für Gene erstellt werden, die an der Anpassung an photo-oxidativem Stress beteiligt sind. Ziel dieses langfristig angelegten Projektes ist es, die verschiedenen Schutzmechanismen gegenüber photo-oxidativem Stress und deren Zusammenspiel zu verstehen.