Funktionelle und strukturelle Charakterisierung eines PSI-Cyt b6f Superkomplexes

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Beschreibung

Die Identifizierung einer PSI-Cyt b6f-FNR Superkomplex Struktur mittels Einzelpartikel-Transmissionselektronenmikroskopie, sowie die Identifikation eines chemisch-vernetzten Peptides zwischen LHCA1 und FNR, zeigt das dieser Komplex (i) die physikalische Distanz zwischen den löslichen Elektronentransfermediatoren und den PSI-Cyt b6f Redox-Zentren verkürzt, (ii) dass FNR durch die Bindung an LHCA1 Elektronentransfer in den Cyt b6f Komplex ermöglichen könnte, (iii) dass die Umgestaltung des LHCI Proteinkomplexes für die Entstehung des Superkomplexes nötig ist. Die verkürzten Diffusionsdistanzen ermöglichen vermutlich einen effizienten Elektronentransfer innerhalb des Komplexes und treiben damit einen effizienten Aufbau eines Protonengradienten und somit die Bildung von ATP. In unserem Modell wird durch eine dynamische Ablösung von LHCA2 und LHCA9 vom PSI-LHCI Komplex eine Bildung des PSI-Cyt b6f Superkomplexes gefördert. Interessanterweise wird im PSI-LHCI Komplex der Rotalge C. merolae, die Bindung von LHCr1 und LHCr2, an LHCA2 und LHCA9 äquivalente Positionen, auch dynamisch reguliert. Damit ergibt sich die Frage, warum und wie dieser Prozess, möglicherweise für die Promotion von CEF, dynamisch reguliert wird. Diese Fragestellung soll mit einem Fokus auf C. reinhardtii untersucht werden. Hierzu soll der Zusammenhang zwischen der Regulation von CEF und den Interaktionen zwischen FNR und den LHCA Untereinheiten experimentell erforscht werden. Zudem soll die Aufreinigung des PSI-Cyt b6f-FNR Superkomplexes durch die Verwendung von neuen genetischen „tags“ in unterschiedlichen genetischen Chlamydomonas Stämmen optimiert werden. Eine optimierte Aufreinigung des Superkomplexes würde auch die Analyse von chemisch vernetzten Proteinen und Peptiden mittels Massenspektrometrie verbessern und ebenfalls eine höhere Auflösung der Struktur durch Kryo-Elektronenmikroskopie ermöglichen. Auch würden detaillierte Elektronentransfermessungen von Elektronentransferprozessen innerhalb des Superkomplexes möglich werden. Zusammenfassend, ist das Ziel neue funktionelle und strukturelle Erkenntnisse zum PSI-Cyt b6f-FNR Superkomplex zu gewinnen.