Schwerpunkte

• Biogenese der Thylakoidmembran
• innerplastidäre Proteinsortierung
• Mechanismen des Proteintransports
• Komponenten der Transportmaschinerie

Das Hauptthema der Arbeitsgruppe ist die Biogenese der Thylakoidmembran, vor allem der Transport von Proteinen über diese Membran. Bislang sind vier verschiedene Mechanismen bzw. Wege für diesen Transport beschrieben worden, die als Sec-abhängiger, Delta-pH-abhängiger, SRP-abhängiger und spontaner Proteintransport bezeichnet werden. Jeder dieser Wege arbeitet mit einem eigenständigen Mechanismus und kann selektiv immer nur von bestimmten Proteinen genutzt werden.

Methodik: Die Charakterisierung der Transportwege erfolgt im allgemeinen mit Hilfe von in vitro synthetisierten Vorläuferproteinen und frisch isolierten Chloroplasten bzw. Thylakoidmembranen. Außerdem spielt die Klonierung von Komponenten der verschiedenen Transportapparate eine zentrale Rolle. Darüberhinaus sollen Mutanten von Arabidopsis thaliana und Synechocystis PCC6803 gewonnen und analysiert werden, die im Aufbau ihrer Proteintransportapparate gestört sind.

Das Ziel ist es zu verstehen, wie und warum es im Laufe der Evolution zur Entwicklung dieser Vielzahl von Transportwegen für Proteine gekommen ist. Der Chloroplast ist dabei als ehemaliger Prokaryont in einer eukaryotischen Zellumgebung ein nahezu ideales System für solche Analysen.

Neben diesem Hauptthema werden in der Abteilung noch folgende Projekte bearbeitet:

1. Die Modulation des photosynthetischen Elektronentransports durch Ionen (Dr. Metzger)
Am Beispiel der einzelnen Teilreaktionen von Photosystem II wird der Einfluß und die Beteiligung verschiedener Ionen (insbesondere Ca²⁺) auf Wasserspaltung, Regulation des Elektronentransports, Membranstruktur etc. mit biochemischen und biophysikalischen Methoden analysiert.

2. Anpassungsstrategien von einzelligen Grünalgen an unterschiedliche Lichtbedingungen (Dr. Tschiersch)
Mit Hilfe von Fluoreszenzanalysen sowie verschiedener biochemischer Methoden wird die Regulation der Lichtsammelfunktion und der Photosystem II-Aktivität an den Modellorganismen Euglena gracilis und Chlamydomonas reinhardtii untersucht.

3. Analyse des Zoo- und Phytoplanktons arktischer Kleingewässer (Dr. Zellmer)
Wir untersuchen das Zoo- und Phytoplankton arktischer Kleingewässer sowie deren wechselseitige Beeinflussung im Hinblick auf Veränderungen durch UV-Strahlung und unter Berücksichtigung biotischer und abiotischer Umweltfaktoren.