Anzeige
Scientists from the Dept. of Plant Physiology in Giessen and the Dept. of Structural Biology in Marburg have made an important step towards understanding how "phytochromes" work.
This is described in a publication in the Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) entitled "The structure of a complete phytochrome sensory module in the Pr ground state" due to appear shortly.
The phytochrome molecule is a remarkable light-activated switch which in plants triggers germination, regulates stem extension, development of the photosynthetic apparatus, responses to shading from competitors and even the induction of flowering - indeed the most radical environmental effects on development known in all biology. Unfortunately, how exactly phytochromes work is still only partly understood, even though numerous laboratories worldwide devote their energies towards the question.
Up to 1996 it had been thought that phytochromes only existed in plants, but at that time Jon Hughes - then a postdoc at the Free University of Berlin and now Professor of Plant Physiology at Giessen - and colleagues discovered the first prokaryotic phytochrome in the photosynthetic cyanobacterium Synechocystis 6803. That work, published in the renowned journal "Nature", had far-reaching implications in this research field, in particular because it proved much easier to work with than phytochrome from plants. Three years ago, Prof. Hughes's group teamed up with the Prof. Lars-Oliver Essen's Structural Biology laboratory at the University of Marburg to try to crystallise Cph1. The purpose behing this was to determine the 3D structure of the Cph1 molecule via X-ray crystallography. Indeed, the scientists were quickly successful, so that the exact position of almost every atom in the molecule is now known. Through this it becomes possible to understand how the absorption of a photon leads to a reorganisation of the molecule which in turn communicates with the control systems of the cell, finally to modify the physiology of the plant as a whole.
The structure gives tantalising insights into the optical switch. Essentially the protein molecule consists of two unequal lobes connected by a long helical rod, rather like a classical telephone handset with a larger earpiece and a smaller mouthpiece. The larger lobe contains the chlorophyll-like pigment co-factor responsible for light absorption. The smaller lobe carries a remarkable tongue-like structure which reaches back to and makes intimate contact with the larger lobe containing the pigment. It seems likely that the tongue somehow is responsible for detecting when the pigment absorbs a photon and transmitting this information to the cell. How exactly this happens remains to be discovered, however. Intriguingly, similar handset-like structures are know in two classes of enzymes involved in cyclic nucleotide signalling in bacteria and animals - one of these enzymes is the target of Viagra! It might be that phytochromes are connected to related signalling systems. In any case, the new structure gives new insights into how phytochromes are constructed and how they might work, information which help us to understand how phytochromes regulate plant development.
The work was financed by grants from the Deutsche Forschungsgemeinschaft.
Lars-Oliver Essen, Jo Mailliet, Jon Hughes:
Structure of a complete phytochrome sensory module in the Pr ground state
Proceedings of the National Academy of Sciences USA, September 2008
Contact:
Prof. Jon Hughes, BSc, PhD
Pflanzenphysiologie
Senckenbergstr. 3
35390 Gießen
Germany
Telefon: 0641 99-35430
Fax: 0641 99-35429
E-mail: jon.hughes@uni-giessen.de
Meike Mossig | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.uni-giessen.de
www.uni-giessen.de/cms/fbz/fb08/biologie/pflphys/pflaphygroups/ag-hughes
Weitere Berichte zu: bacteria > Chlorophyll > Cph1 molecule > enzymes > lobe > photosynthetic apparatus > phytochrome > phytochrome sensory module > phytochromes
Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center
Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.
„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...
Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen
Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.
Jetzt ...
Anzeige
Anzeige

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik
Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen
23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Nea Kameni volcano movement captured by Envisat
23.05.2012 | Geowissenschaften
Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Exklusive Kontakte beim Investforum
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten