Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Photosynthese - Neue Proteinfamilie macht Membranen biegsam

10.07.2013
Photosynthese findet in speziellen Zellmembranen statt, die gefaltet und übereinander gestapelt werden. LMU-Wissenschaftler konnten nun zeigen, wer die dafür nötige Membrankrümmung ermöglicht.

Die Photosynthese ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde, weil sie mithilfe von Sonnenlicht Sauerstoff und energiereiche Verbindungen produziert, die andere Organismen benötigen. Die Energie für diesen Prozess stammt aus dem Sonnenlicht.

Aufgefangen und in einer Lichtreaktion umgesetzt wird das Sonnenlicht in speziellen Membransystemen, den Thylakoiden. Die Thylakoide grüner Landpflanzen befinden sich in abgegrenzten Zellorganellen, den Chloroplasten, und bilden einen eigenen abgegrenzten Reaktionsraum.

Die Thylakoide werden an vielen Stellen in 5-20 Schichten ähnlich wie ein Holzstapel übereinander gelagert, wobei alle Thylakoide innerhalb eines Chloroplasten miteinander verbunden sind und ein durchgehendes Netzwerk darstellen – am Stapelrand muss die Membran also stark ‘um die Kurve‘ gebogen werden, um die Verbindung mit dem Nachbarn aufrecht zu erhalten. „Wie diese Thylakoid-Stapel gebildet werden und welche Mechanismen dafür sorgen, dass die nötige Membrankrümmung dafür zustande kommt, war bisher vollkommen unklar“, sagt der LMU-Biologe Professor Dario Leister.

Mit CURT1 um die Kurve

Mit seinem Team hat Leister nun eine neue Proteinfamilie entdeckt, deren Mitglieder spontan Membranen biegen können: Die sogenannten CURT1-Proteine (für Curvature Thylakoids). „Ohne CURT1 Proteine gibt es keine Stapel“, sagt Leister, der in der Modellpflanze Arabidopsis nachweisen konnte, dass die Konzentration von CURT1 direkt mit der Anzahl der gestapelten Thylakoide korreliert. Dabei kommt CURT1 vor allem am Stapelrand vor – also dort, wo eine maximale Krümmung nötig ist. Außerdem konnten die Wissenschaftler zeigen, dass CURT1-Proteine sich auch in vitro – d.h. außerhalb lebender Zellen – spontan zu größeren Einheiten zusammenschließen und Membranen biegen können. „Wahrscheinlich spielt die Aggregation mehrerer CURT1-Proteine auch für die Entstehung der Thylakoidstapel im Chloroplasten eine wichtige Rolle“, erklärt Leister.

Langfristig könnte dieser Fund helfen, die Photosynthese zu verbessern: Die gestapelten Thylakoidschichten enthalten besonders viele Lichtsammelkomplexe und Photosystem II Komplexe und sind daher in vieler Hinsicht effizienter als einzelne Membraneinstülpungen. CURT1 könnte daher ein Ansatzpunkt sein, eine stärkere Stapelung zu erzielen und so die Effizienz der Photosynthese zu steigern – etwa für die Ertragsverbesserung von Kulturpflanzen. In Zusammenarbeit mit der Edmund Fach Foundation (Italien) und der Universität Trento (Italien) haben die Wissenschaftler dazu ein Patent eingereicht.

Die Arbeiten wurden von der DFG im Rahmen des SFB-TR 1 „Endosymbiose: Vom Prokaryoten zum eukaryotischen Organell“ gefördert.

(Plant Cell 2013) göd

Publikation:
CURT1 Proteins Modify Thylakoid Architecture by Inducing Membrane Curvature
Ute Armbruster, Mathias Labs, Mathias Pribil, Stefania Viola, Wenteng Xu, Michael Scharfenberg, Alexander P. Hertle, Ulrike Rojahn, Poul Erik Jensen, Fabrice Rappaport, Pierre Joliot, Peter Dörmann, Gerhard Wanner, and Dario Leister

Plant Cell 2013

Kontakt:
Prof. Dr. Dario Leister
Biozentrum der LMU München
Dept. Biologie I – Botanik
Telefon: +49 (0)89 / 2180-74550
E-Mail: leister@lrz.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität M
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften