izvor podataka: poirot

Naziv

Molekularni mehanizmi alternativne raspodjele elektrona u fotosintezi

Exploring novel molecular mechanisms of alternative electron partitioning in photosynthesis

Opis projekta

Konačni prijenos fotosintetskih elektrona s feredoksina na NADP+ odvija se putem enzima feredoksin:NADP+ oksidoreduktaze (FNR). FNR je privučen na tilakoide pomoću integralnog proteina tilakoidnih membrane sličnog rodanazama, TROL-a, i solubilnog proteina Tic62. TROL je nedavno okarakterizirala naša grupa. FNR također predstavlja poveznicu između svjetlosnih reakcija i generalnog metabolizma (kao što je fiksacija ugljika, metabolizam dušika, biosinteza masnih kiselina i klorofila). U ovom projektu pratimo sudbinu elektrona nizvodno od fotosustava I u odsustvu TROL-a. Da bismo proučili in vivo funkcije TROL-a i njegovih domena koristit ćemo genski “knock-out” i “knock-in” pristup u modelnoj biljci Arabidopsis thaliana. Naša hipoteza je da je FNR-TROL interakcija dinamičma, slična interakciji FNR-Tic62, i usklađena s mijenjanjem uvjeta osvjetljenja u okolišu. Nadalje, predlažemo da je lumenu izložena rodanazna domena TROL-a uključena u prepoznavanje redoks signala, dok je prolinom bogata pokretna spona, ispred motiva koji veže FNR za membranu, odgovorna za dinamičko vezanje FNR-a i/ili privlačenje FNR-a u različite membranske domene. Koristit ćemo razrađene biokemijske i biofizičke pristupe za kvantifikaciju stvaranja slobodnih radikala i protoka i raspodjele elektrona u različitim mutantama TROL-a. Cilj nam je pokazati da je točka grananja TROL-FNR integrirana u biljni odgovor na stress. Također, želimo pokazati da dinamičko vezanje i otpuštanje FNR-a s TROL-a može kontrolirati protok elektrona prije aktivacije puta pseudocikličkog prijenosa elektrona. Ovaj mehanizam vjerojatno nije uočen u dosadašnjim modelima toka elektrona u oksigenoj fotosintezi.

In photosynthesis, final electron transfer from ferredoxin to NADP+ is accomplished by the flavo enzyme ferredoxin:NADP+ oxidoreductase (FNR). FNR is recruited to thylakoid membranes via integral membrane thylakoid rodanese-like protein TROL and soluble Tic62. TROL protein has recently been characterized by our group. FNR also represents a link between light-driven reactions and general metabolism (e.g. carbon fixation, nitrogen metabolism and fatty acid and chlorophyll biosynthesis). In this project, we address the fate of electrons downstream of photosystem I when TROL is absent. We will employ gene knock-out and knock-in approaches in the model plant Arabidopsis thaliana to study in vivo functions of TROL and its domains. We hypothesize that the interaction of FNR with TROL is dynamic, similar to FNR-Tic62 association, and in synchrony with changing environmental light conditions. Further, we propose that thylakoid lumen-exposed rhodanese domain of TROL is involved in perception of redox signals, while proline-rich swivel preceding FNR membrane attachment motif is responsible for the dynamic FNR biding and/or recruitment of FNR into different membrane domains. We will use elaborate biochemical and biophysical approaches to quantify free radical formation and electron flow and partitioning in various TROL mutants. We will aim to demonstrate that TROL-FNR branch point is integrated into plant stress responses. Finally, we want to demonstrate that the dynamic binding and release of FNR from TROL can control the flow of electrons prior to activation of the pseudo-cyclic electron transfer pathway. This mechanism may have been overlooked in present models of electron flow in oxygenic photosynthesis.

Ključne riječi

Znanstveno-istraživački projekti

PHOTOSYNTH

IP-2014-09-1173

01.09.2015

09.01.2019

nije evidentirano

HRK 1.000.000,00

Podaci o financiranjima

Podaci o institucijama

Podaci o osobama