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Projekt
Die Integration der Thiolschalter Cyclophilin 20-3 und 2-Cystein Peroxiredoxin in das Redox-regulatorische Netzwerk des Chloroplasten
Antragsteller
Professor Dr. Karl-Josef Dietz
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Pflanzenphysiologie
Pflanzenphysiologie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251861594
Im Chloroplasten interagieren physikalisch und funktionell die Proteine Cyclophilin 20-3 (Cyp20-3), 2-Cystein Peroxiredoxin (2-CysPrxA/B), Serin-Acetyltransferase (SERAT2.1) und O-Acetylserin-Thiolyase (OASTL-B) und bilden das COPS-Modul. Dieses Modul kontrolliert die plastidäre Cysteinsynthese, beeinflusst die Redox-Homöostasis sowie die Genexpression im Zellkern und beeinträchtigt bei Störung das Pflanzenwachstum insbesondere unter Stress. Sowohl Cyp20-3 als auch 2-CysPrx stellen Thiolschalter-Proteine dar, die neben ihrer Rolle im COPS-Modul weitere Redox-abhängige Funktionen erfüllen. Das Projekt zielt darauf ab, die physiologische Integration und Redox-regulatorische Bedeutung des COPS-Moduls mit Fokus auf das Cyp20-3 zu verstehen. In vitro wird die Effizienz plastidärer Redoxine untersucht, den Redox-Zustand des Cyp20-3 zu kontrollieren. In transfizierten Protoplasten und in vivo werden die strukturellen Voraussetzungen für die Interaktion zwischen Cyp20-3, 2-CysPrx, SERAT2.1 und OASTLB untersucht, wozu insbesondere Knockout-Linien mit ortsgerichtet mutierten Varianten komplementiert werden. In weiteren Ansätzen mit diesen Linien werden u.a. die aus Transkriptomdaten ableitbaren Funktionen bei der zellulären Proteinhomöostasis untersucht. Die Rolle des Cyp20-3 im Oxylipin-abhängigen Signaling und im Kohlenhydratstoffwechsel wird mit Funktionen im retrograden Signaltransfer vom Chloroplasten zum Zellkern und der Identifizierung neuer Interakteure verknüpft werden. Deren Analyse erfolgt im Kontext einer möglichen Regulation der Elektronenverteilung durch das COPS-Modul. Die übergeordnete Hypothese postuliert, dass die Komponenten des COPS-Moduls bei metabolischen Entscheidungen der Pflanzenzelle mitwirken, entweder in Abwehr oder Wachstum zu investieren und dass dies durch die Steuerung der Elektronenverteilung der photosynthetischen Elektronentransportkette auf die verschiedenen verbrauchenden Stoffwechselwege erfolgt.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
