Die Bedeutung von Proteinen mitochondriellen Ursprungs für die Biogenese der Chloroplasten
Final Report Abstract
Die Biogenese der Mitochondrien und Piastiden, die gemeinsam in jeder Pflanzenzelle vorkommen, bedingte die Entwicklung selektiver Proteinimportmaschinen. Allerdings waren gleichzeitig sehr ähnliche Aufgabenstellungen zu lösen. Diese Notwendigkeit scheint durch eine überraschende Kombination von funktionellen Einheiten gelöst worden zu sein. Zum Beispiel fehlt pflanzlichen Mitochondrien der Importrezeptor Tom70. Dessen Funktion wird wahrscheinlich übemommen von einer Isofonm des plastidären Rezeptors Toc64. In ähnlicher Weise könnten die plastidären Mitglieder der Tim17/22/23 Familie die sogenannten PRAT 1 und 2 Proteine an der Insertion von Membranproteinen in die innere Membran beteiligt sein. Die Tim 17/22/23 Familie sind essentielle an der Porenbildung beteiligte Untereinheiten des Proteinimportapperates der Mitochondrien . Im vorliegenden Forschungsvorhaben konnten wir zeigen, dass die Mitglieder der Prat 1 und 2 Familie in der inneren Hüllmembran der Chloroplasten lokalisiert sind. Ihre Bedeutung für die Pflanze ist unterschiedlich. Loss-of-function Mutanten von PRAT 2 sind albinotisch und sehr drastisch in der Entwicklung und Differenzierung der Chloroplasten gestört. Dem gegenüber haben Prat 1 Verlustmutanten keinen sichtbaren Phänotyp. Elektrophysiologische Versuche legen jedoch nahe, dass beide Proteine in vitro einen lonenkanal ausbilden können. Dies wird unterstützt durch die Beobachtung, dass Prat 1 eine Verlustmutante in Hefe komplementieren kann, der das Importprotein Tim22 fehlt. Somit wurde die Hypothese experimentell untenmauert. dass diese Proteinfamilie ein Bestandteil eines alternativen Proteinimportweges in Chloroplasten sein könnte.
Publications
- (2007) in Plant Solute Transport. Yeo T. and Flowers, T. (eds) Blackwell Publishing pp. 133-193 Intracellular transport: solute transport in chloroplast, mitochondria, peroxisomes and vacuoles, and between organelles
Philippar, K., Soll, J.
- (2007) Plant Physiol. 143, 199-212. Characterisation of the preprotein and amino acid transporter gene family in Arabidopsis
Murcha, M.W., Elhafez, D., Lister, R., Tonti-Filippini, J., Baumgartner, M., Philippar, K., Soll, J., Whelan, J.
