Untersuchungen zur protonenmotorischen Kraft (PMF) im Cyanobakterium Synechocystis mit dem Ziel die photosynthetische Wasserstoffproduktion zu maximieren.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Kirstin Gutekunst
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 507704013

In der Photosynthese wird Sonnenenergie für die Spaltung von Wasser genutzt. Dabei werden Elektronen freigesetzt, die in eine Elektronentransportkette für die Produktion von NADPH und ATP eingespeist werden. NADPH und ATP werden anschließend im Calvin-Benson-Bassham (CBB)-Zyklus für die Fixierung von CO2 und die Synthese von Kohlenhydraten genutzt. Ziel dieses Projektes ist es, die Elektronentranferraten durch Photosystem II und I (PSII und PSI) parallel zum Umsatz von O2 und CO2 im Cyanobakterium Synechocystis sp. PCC 6803 zu quantifizieren. Die Daten werden ein Bild über die beteiligten photosynthetischen Elektronentransferrouten und die Mengen an produziertem ATP und NADPH liefern. Daraus können Aussagen zum Protonengradienten und zur protonenmotorischen Kraft (PMF) abgeleitet werden. Wissen zur PMF und dessen möglicher Dissipation ist essenziell, um die Photosynthese zukünftig effizient für eine Wasserstoffproduktion nutzen zu können. Wenn ein großer Anteil der Elektronen aus der Wasserspaltung am PSI für die Synthese von H2 genutzt wird, führt dies zu einem Ungleichgewicht zwischen PMF-Bildung (ATP-Synthese) und NADPH-Produktion. Um die photosynthetische Wasserstoffproduktion zu maximieren, wird es deshalb notwendig sein, den Protonengradienten über der Thylakoidmembran teilweise abzubauen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5573: Dynamische Regulation der protonenmotorischen Kraft in der Photosynthese