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Authors: Horn, Ruth
Title: Zeitaufgelöste Messung der Faltung und Pigmentbindung des Lichtsammlerproteins LHCIIb anhand verschiedener spektroskopischer Monitore
Online publication date: 1-Jan-2004
Language: german
Abstract: Über die Biogenese des Lichtsammelkomplexes des Photosystems II höherer Pflanzen (LHCII) in der Thylakoidmembran der Chloroplasten existieren wenige Daten. Deswegen soll die Aufklärung des Faltungsmechanismus in vitro anhand von zeitaufgelösten Messungen der Rückfaltung des Komplexes Rückschlüsse auf die Situation in vivo ermöglichen.Zur Beobachtung der Rückfaltung wurden Methoden der Fluoreszenz- und CD-Spektroskopie verwendet. Die Pigmentbindung und die Ausbildung von α-helikaler Sekundärstruktur erfolgt in einem schnelleren und einem langsameren apparenten Schritt (Sekunden und Minuten); beide Vorgänge sind eng gekoppelt und limitiert durch die Bindung der Carotinoide. In der schnelleren Phase ist die Bindung von Chl a und Lutein ausreichend für die Zunahme an α-helikaler Struktur. Ein thermodynamisch stabiler Komplex erfordert die Bindung von Chl b und Carotinoiden. In der schnellen Phase bindet Chl a vor Chl b und Lutein mindestens so schnell wie Chl b; beide Pigmente limitieren die Bindung von Chl b. Chl b ist notwendig für die Ereignisse der langsameren Phase.Bzgl. der Situation in vivo deuten die Daten auf (1) eine aktive Rolle der Pigmentbindung für die Membraninsertion des Proteins, (2) einen Schutz vor Photooxidation der Chlorophylle durch die obligatorische Carotinoidbindung und (3) die Möglichkeit der Umsetzung von LHCII-gebundem Chl a zu Chl b.
Little knowledge exists about how the light-harvesting-complex of the photosystem II of higher plants (LHCII) assembles in vivo in the thylakoid membrane. The elucidation of the folding mechanism in vitro, using time-resolved measurements of the complex refolding can help to better understand the situation in vivo. To observe the refolding, fluorescence and CD-spectroscopic methods were used. The pigment binding and formation of secondary structure occurs in two apparent time steps (seconds and minutes); both processes are tightly coupled and limited by the binding of carotenoids. In the faster phase binding of Chl a and Lutein is sufficient for an increase in α-helical structure. A thermodynamically stable complex demands the binding of Chl b and carotenoids. Chl a binds prior to Chl b and Lutein at least as fast as Chl b in the fast phase; both pigments are limiting for the binding of Chl b. Chl b is necessary for the events of the slower phase. The in vitro data indicate that in vivo (1) pigment binding plays an active role for the protein membrane insertion, (2) the obligatory binding of carotenoids provides protection against photooxidative damage and (3) already protein bound Chl a is converted to Chl b.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3418
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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