Botanik
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PD Dr. Bettina Bölter

1. Charakterisierung des Proteintransports in Chloroplasten - Analyse der Zusammensetzung und Regulation des TIC Komplexes

Chloroplasten sind semi-autonome endosymbiotische Organellen, die auf den post-translationalen Import der Mehrheit ihrer Proteine angewiesen sind. Der Proteinimport in Chloroplasten wird durch zwei multifaktorielle Translokations-Komplexe in der äußeren (TOC) und der inneren (TIC) Chloroplastenmembran vermittelt, die den generellen Importweg repräsentieren. Andere Wege in den Chloroplasten scheinen zu bestehen, aber Kenntnisse über diese sind knapp. Der Prozess des Proteinimports muss an mehreren Ebenen reguliert werden, um sicherzustellen, dass alle Bedürfnisse des Chloroplasten und der Umgebungszelle zu jeder Zeit gedeckt sind.
Unsere Gruppe arbeitet an der Charakterisierung des Importprozesses und der Analyse der Zusammensetzung des TIC-Komplexes sowie der Funktion der individuellen Komponenten. Wir interessieren uns besonders für die Importregulierung auf dem Level des TIC-Komplexes, und wie Signale in die umgebende Zelle übertragen werden. Wir konnten kürzlich zeigen, dass der Redox-Status des Organells ein entscheidender Parameter für den Import und die Zusammensetzung des TIC ist. Er verbindet grundsätzliche metabolische Funktionen in den Chloroplasten mit der „Feinregualtion“ des Proteinimports. Er kann so auf eine sehr komplexe Weise auf den Zustand des Primär-Metabolismus und Veränderungen der Umweltbedingungen reagieren.

2. Charakterisierung des Metabolittransports über die äußere Hüllmembran von Chloroplasten

Neben der Photosynthese finden in Chloroplasten zahlreiche biosynthetische Prozesse statt, z.B. die Herstellung von Aminosäuren, Fettsäuren und sekundäre Pflanzenstoffen. Diese Metabolite müssen zum einen in die umgebende Zelle transportiert werden, zum anderen benötigt der Chloroplast Bausteine aus anderen Zellkompartimenten. Daher kommt es zu einem massiven Austausch von Metaboliten durch entweder Transporter in der inneren oder durch selektive Ionenkanäle in der äußeren Chloroplastenmembran erfordern.
Unsere Gruppe fokussiert sich insbesondere auf die Identifizierung und Untersuchung von Kanalproteinen in der äußeren Chloroplastenhüllmembran. Über die Regulation des Stofftransportes zwischen Zelle und Chloroplast ist bisher wenig bekannt, so dass wir im Rahmen des SFB-TR175 Transport-Mechanismen untersuchen, die in die Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen involviert sind.

Mitarbeiter:

 boelter lab 2017