Dokument: Die Dynamik plastidärer Membranesysteme
| Titel: | Die Dynamik plastidärer Membranesysteme | |||||||
| Weiterer Titel: | The Dynamics of plastid membrane systems | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=26258 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20130716-100710-5 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Breuers, Frederique [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Weber, Andreas P. M. [Gutachter] Prof. Dr. Feldbrügge, Michael [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | dynamic membrane plastid chloroplast | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Das definierende Organell der photosynthetisch aktiven Eukaryoten ist der Chloroplast und seine „nicht-grünen“ Abarten. Neben der Photosynthese sind Plastiden auch Standort diverser, essenzieller, metabolischer Produktionswege, wie Fettsäuresynthese und Aminosäure-Biosynthese. Diese plastidären Produktionswege sind weitreichend mit denen der umgebenden Zelle verflochten. Aus diesem Grund ist ein massiver Austausch von metabolischen Vorstufen, Intermediaten und Endprodukten zwischen den beiden Reaktionsräumen Plastid und Zytosol unumgänglich. Diesem Austausch entgegen, stehen zwei, den Plastiden umgebende Hüllmembranen, die ‚Innere Hülle‘ (inner envelope; IE) und die ‚Äußere Hülle‘ (outer envelope; OE). Diese Hüllen zeichnen sich neben besonderen physikalischen und biochemischen Eigenschaften auch durch eine enge physikalische Nähe aus, welche zu analytischen Problemstellungen führt.
Der Standort eines Proteins besitzt besondere Bedeutung für die Funktion desselben und des Organismus. Die Analyse von Proteomen basiert meist auf der biochemischen Trennung der Proteinstandorte (Membranen oder lösliche Fraktionen) und der subsequenten Analyse der Proteine. Die Trennung von eng beieinander liegenden Kompartimenten, wie den Plastiden Hüllmembranen, gestaltet sich jedoch schwierig. Daraus resultierende Kontaminationen durch das jeweils andere Kompartiment führen zur Verfälschung von erzielten Daten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die beiden Hüllmembranen sich in ihren Dynamiken deutlich unterscheiden – insbesondere wenn ihr Proteingehalt unnatürlich verändert wird. Diese Arbeit stellt diese dynamische Manipulation der Hüllmembranen als Methode zur einwandfreien Lokalisation von Proteinen mit Hilfe konfokaler Mikroskopie und fluoreszierender Proteine vor. Auch versucht sie, die Identität dieser Dynamik auf molekularer Ebene zu ergründen. Die Hüllmembranen unterscheiden sich jedoch nicht nur durch ihre Dynamik sondern auch in ihre Bedeutung für die Zelle. Beide Hüllen besitzen profund differente Transporteigenschaften und sind Standorte verschiedener lebensnotwendiger und wichtiger stressregulatorischer Faktoren. Während die innere Hülle von einer Vielzahl hochspezifischer Transportproteine durchsetzt ist, wird die äußere Hülle durch verhältnismäßig wenige, jedoch auch weniger spezifische Transportporen dem Transportgut geöffnet. Besondere Bedeutung kommt der äußeren Hülle jedoch auch während Frostsituationen, Phosphatmangel und mechanischer Stresseinwirkung zu. Es kann davon ausgegangen werden, dass neben den bekannten Transportporen und den stressregulatorischen Proteinen der äußeren Hülle, weitere Faktoren in dieser Membran vorkommen. Diese Arbeit beschäftigt sich daher auch mit der Analyse des hochabundanten Hüllmembranproteins SoOMP24 aus Spinat Chloroplasten und dessen Homolog in Arabidopsis, AtOMP24. Die angeführten Analysen dieser Arbeit zeichnen das Bild zweier α-helikaler Proteine der äußeren Hüllmembran und liefern erste Einblicke in die Funktion dieser Proteine.The defining organelle of photosynthetic eukaryotes is the chloroplast and its "non-green" varieties. In addition to photosynthesis, plastids are the location of essential metabolic pathways, such as fatty acid synthesis and amino acid biosynthesis. These plastidic pathways are extensively intertwined with those of the surrounding cell. For this reason a massive exchange of metabolic precursors, intermediates, and final products between plastid and cytosol is unavoidable. Counter to this exchange, there are two plastid-surrounding membranes – the plastid inner envelope (IE) and the outer envelope (OE). Besides their unique physical and biochemical properties, the envelopes are also characterized by close physical proximity, which leads to analytical problems. The location of a protein has special meaning for the function of the protein and the viability of the organism. The analysis of proteomes is based on the biochemical separation of the protein locations (membrane or soluble fractions) and the subsequent analysis of the proteins. The separation of closely spaced compartments, such as the plastid envelope membranes appears to be difficult. This results in contamination of each other’s fraction and leads to false localization results. However, it has been shown that the two envelope membranes are very different in their dynamics - especially if their protein content is altered unnaturally. This work presents the dynamic manipulation of the envelope membranes as a method for proper localization of proteins using confocal microscopy and fluorescent proteins. The envelope membranes differ not only in their dynamics but also in their impact on the viability of the plant. Both membranes differ in their transport abilities and are location of vital and crucial stress regulatory factors. While the IE is interspersed by a large number of highly specific transport proteins, the OE is opened by a relatively small number of less specific transport pores. However, particular importance is given to the outer envelope during freezing stress, phosphate starvation and exposure to mechanical stress. It can be expected that besides the known transport pores and stress regulators, additional factors reside in the outer envelope. This work is concerned with the analysis of a highly abundant OE protein from spinach SoOMP24 and its homolog in Arabidopsis, AtOMP24. The analyses demonstrated in this work paint a picture of two α-helical proteins of the outer membrane and provide initial insights into these proteins’ potential function in the OE. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Biochemie der Pflanzen | |||||||
| Dokument erstellt am: | 16.07.2013 | |||||||
| Dateien geändert am: | 16.07.2013 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 01.09.2009 | |||||||
| Datum der Promotion: | 12.07.2013 |
