Identifizierung von Proteinen, die am H?m-Transport von Plastiden ins Zytoplasma beteiligt sind.

H?m ist ein wesentlicher Cofaktor für viele Stoffwechselfunktionen, wie Redoxreaktionen, Gasbindung und Signalübertragung. Nach der Synthese in den Plastiden innerhalb des Tetrapyrrol-Biosynthesewegs muss H?m durch die beiden plastid?ren Hüllmembranen in das Zytoplasma übertragen werden, um auf die verschiedenen subzellul?ren Kompartimente verteilt werden zu k?nnen. Wir haben kürzlich einen bereits beschriebenen genetisch kodierten H?m-Sensor1 (HS1) eingesetzt, um erstmalig die relativen Mengen an freiem H?m in verschiedenen subzellul?ren Kompartimenten von transient oder stabil transformierten Pflanzen zu messen. Dieser subzellul?r wirkende Sensor geh?rt zu den wichtigen Voraussetzungen für den beabsichtigten Nachweis von Transportproteinen, die für den plastid?ren H?m-Export erforderlich sind. Bislang ist kein H?m-Transporter in Pflanzen publiziert worden. In Hefen oder S?ugetieren wurden bereits Mitglieder der ABC-Transporterfamilie als H?m-Transporter beschrieben. Es ist nicht auszuschlie?en, dass der pflanzliche H?m-Transport durch einen multifaktoriellen Transporter erm?glicht wird, so dass der Nachweis eines funktionellen H?m-Transports in planta und in vitro eine Herausforderung bleibt, bis alle Untereinheiten identifiziert sind.
Das übergeordnete Ziel des Antrags auf Sachbeihilfe ist die Aufkl?rung des plastid?ren H?m-Exports und die Identifizierung der beteiligten Transportproteine. Zu diesem Zweck werden mit zwei Zielsetzungen wissenschaftliche Arbeiten vorgeschlagen. 1. Die beiden vielversprechendsten Kandidaten, die aus der Gruppe der ABC-Transporter ausgew?hlt wurden, werden durch eine detaillierte molekulare Analyse (u.a. des H?mgehalts in den Zellkompartimenten) der transgenen Linien mit inaktiviertem Gen für je eine der Untereinheiten charakterisiert. Es werden auch deregulierte Proteingehalte im Gesamtproteom und interagierende Proteine, die am H?m-Transport beteiligt sind, ermittelt. Au?erdem soll das subzellul?r exprimierte HS1 in den transgenen Linien zum Nachweis des subzellul?ren H?m-Pools eingesetzt werden. 2. In Fortsetzung des begonnenen Suppressor-Screens einer Ferrochelatase1 (FC1)-Mutante mit komplement?rer Synthese der FC2-Isoform, die aufgrund einer unzureichenden H?m-Versorgung aller zellul?ren Kompartimente au?erhalb der Plastiden ein lichtempfindliches, gehemmtes Wurzelwachstum zeigt, soll nach erfolgter Genomsequenzierung der isolierten Suppressormutanten ein bis zwei vielversprechende Mutanten biochemisch/molekularbiologisch analysiert werden. Es wird erwartet, dass das Arbeitsprogramm zur Identifizierung von Proteinen beitragen wird, die für den H?m-Transport in das Zytoplasma und den H?mstoffwechsel in den extraplastid?ren Zellkompartimente zust?ndig sind.