Mikrokompartimentierung der Molybdäncofaktor-Biosynthese und Verteilung des gebildeten Cofaktors

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Der Molybdäncofaktor (Moco) ist die katalytisch aktive prosthetische Gruppe aller eukaryontischen Molybdän-haltigen Enzyme. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, in Pflanzen (1) die physiologischen Grundlagen, (2) die subzelluläre Lokalisierung der Biosynthese des Molybdäncofaktors aufzuklären und (3) die Verteilung des Cofaktors auf die Moco-Nutzer - die Molybdoenzyme - zu analysieren. Im Labor des Antragstellers wurde der mehrstufige Moco-Biosyntheseweg aufgeklärt, die involvierten Gene liegen isoliert vor, alle beteiligten Enzyme/Proteine stehen in gereinigter Form mit entsprechenden Antiseren zur Verfügung. Damit ist die Basis geschaffen, im vorliegenden Projekt die bisher unbekannten physiologischen Kontrollmechanismen der Regulation der Moco-Biosynthese zu studieren und damit das Zusammenspiel zwischen Moco-Biosynthese und Moco-Nutzern molekular-physiologisch aufzuklären. Dazu macht sich die Bestimmung der subzellulären Lokalisierung der Enzyme für die drei Teilschritte der Moco-Biosynthese erforderlich, aber auch die Lokalisierung des putativen Moco-Speicherproteins und der MocoNutzer. Erste Hinweise deuten auf eine Co-Regulation zwischen Moco-Synthese und Nitratreduktase hin. In welcher Form wird der mengenmäßig stark verschiedene Bedarf der einzelnen Molybdoenzyme an Moco reguliert und wie wird der Moco auf die Molybdoenzyme verteilt?