Projekt

Mit Hilfe des Augenfleckapparats erfassen begeißelte Grünalgen Richtung und Intensität des Lichts. Der Augenfleckapparat besteht aus spezialisierten Bereichen der Plasmamembran, der Chloroplasten-Hüllmembran und dem eigentlichen Augenfleck. Dieser setzt sich aus einer bis mehreren Lagen hexagonal gepackter, carotinoid-reicher Lipidglobuli innerhalb des Chloroplasten, die in enger Assoziation mit Thylakoiden stehen, zusammen. Die Funktion des Augenflecks ist eine auf Absorption und Interferenzreflektion basierende Kontrastmodulation für den Retinal-haltigen Photorezeptor. Trotz der guten biophysikalischen Charakterisierung ist die molekulare Zusammensetzung dieses komplexen Zellorganells noch weitgehend unbekannt. Anhand des Modellsystems Spermatozopsis similis wurde in dem Projekt erstmals die Proteinzusammensetzung der Augenfleckglobuli mittels hochauflösender elektrophoretischer Trennmethoden wie z.B. 2-D-Elektrophorese analysiert. Um molekulare Informationen über die Globuli-asssoziierten Proteine (GAPs) zu erhalten, wurden von dreizehn GAPs nach tryptischem Verdau MALDI-Analysen durchgeführt. Parallel wurden gegen mehrere GAPs Antiseren erzeugt und diese generell charakterisiert. Für ausgewählte GAPs wurde mit der Isolierung von Voll-Längenklonen aus lambda-ZappII cDNA-Expressionsbanken von S. similis begonnen. Die entsprechenden Genprodukte sollen mittels molekular-zellbiologischer Ansätze weiter charakterisiert werden, um die Rolle der GAPs bei der Positionierung und Ausbildung des Augenflecks zu analysieren. Diese Untersuchungen werden teilweise in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Frau Prof. Dr. C. Dieckmann (University of Arizona, Tuscon, USA) durchgeführt. Da die Fähigkeit hochorganisierte Cluster zu bilden auch für Plastoglobuli aus Moosen und Höheren Pflanzen bekannt ist, wurden diese aus Höheren Pflanzen und Moosen isoliert. Trotz großer Unterschiede in der generellen Proteinzusammensetzung haben vergleichende Analysen mit SDS-PAGE, 2-D-Elektrophorese und Western-Blotting mit den GAP-Antiseren gezeigt, dass einige GAP-Homologe auch in Plastoglobuli von Moosen und Höheren Pflanzen vorkommen. Wir hoffen daher durch die Fortführung des Vorhabens neben der molekularen Charakterisierung von Strukturproteinen des Augenflecks von Grünalgen auch einen Beitrag zum generellen Verständnis des Aufbaus und der Interaktion von Plastoglobuli untereinander bzw. mit Membranen leisten zu können.