Regulation des Stoffwechsels in isolierten intakten Chloroplasten aus transgenen Pflanzen mit veränderter Menge an Ferredoxin-1

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Ferredoxin (Fd) katalysiert die Elektronenverteilung von den Thylakoiden auf mindestens acht verschiedene Akzeptoren im Stroma, die jedoch nicht gleichermaßen mit Elektronen versorgt werden. Die jeweiligen Elektronentransportraten werden an deren aktuellen Bedarf angepasst, wobei Elektronenüberschuss und das Auftreten von reaktiven O2-Intermediaten vermieden wird. Im beantragten Projekt soll untersucht werden, wie die Verfügbarkeit von reduziertem Fd die Elektronenverteilung beeinflusst. Dazu werden isolierte Chloroplasten aus transgenen Kartoffelpflanzen mit verändertem Gehalt der Fd-Isoform I eingesetzt. In intakten Blättern aus Fd-1-unterexprimierenden Mutanten wurde bereits eine Umverteilung des Elektronenflusses festgestellt. Die Analysemöglichkeiten und die gezielte Manipulierbarkeit des Plastidenmetabolismus durch Inhibitoren sind im intakten Blatt jedoch beschränkt. Deshalb soll zunächst die Methode zur Isolierung physiologisch aktiver Chloroplasten aus Kartoffelblättern optimiert werden, sowie Enzymaktivitäts- und Metabolitbestimmungen adaptiert werden. In isolierten Plastiden aus den transgenen Pflanzen werden Elektronenflüsse auf einzelne Akzeptoren quantifiziert. Die Arbeiten sollen zeigen, ob bei der Elektronenverteilung lediglich die Fd-Konzentration und/ oder die Affinität des jeweiligen Akzeptors entscheidend ist, oder ob weitere Regulation durch transiente Kompartimentierungen oder metabolic channeling erfolgt. Es soll auch untersucht werden, inwiefern die redoxmodulierte, chloroplastidäre Isoform der Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase eine anaplerotische Funktion bei der Elektronenversorgung des Stromas, speziell bei der Glutathion-Regeneration, übernimmt.