Der Lichtsammelkomplex LHCI-730 des Photosystems I höherer Pflanzen

Abstract

Der Lichtsammelkomplex LHCI-730 des PSI höherer Pflanzen wird in vivo durch die beiden Chlorophyll a/b-bindenden (LHC-) Proteine Lhca1 und Lhca4 gebildet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sind Untersuchungen zur funktionellen Assemblierung dieser Proteine durch die in vitro Rekonstitution von rekombinanten Proteinen der Gerste (Hordeum vulgare L.) und Tomate (Lycopersicon esculentum) mit Pigmentextrakten durchgeführt worden. Hierzu wurden die kodierenden Nukleotidsequenzen für die Proteine der Gerste einschließlich ihrer Transitpeptide amplifiziert und unter AF218305 (Lhca1) bzw. AF287276 (Lhca4) in GenBank veröffentlicht. Durch eine vergleichende Analyse von 142 verfügbaren Aminosäuresequenzen für LHC-Proteine angiospermer Pflanzen konnten Protein-Paare mit ungewöhnlicher Übereinstimmung der Transitpeptide identifiziert sowie ein konserviertes Motiv für die LHC-Transitpepide angiospermer Pflanzen abgeleitet werden. Die kodierenden Sequenzen für Lhca1 und Lhca4 wurden in bakterielle Expressionsvektoren (pDS12-RBSII) ligiert und in E. coli (JM101) kloniert. Durch Expression und Aufreinigung bakterieller Proteinextrakte wurde rekombinantes rLhca1 gewonnen. Nach Rekonstitution des aufgereinigten rLhca1-Proteins mit Pigmentextrakten aus Gerste und Tomate konnten stabile rLhca1-Monomere in der ND-Page sowie im Saccharose-Dichtegradienten aufgetrennt werden. Mit der Isolierung stabiler LHCI-730-Dimere in der ND-Page sowie im Saccharose-Dichtegradienten konnte erstmals eine ´heterologe´ Rekonstitution eines LHCI-730 mit rekombinanten Proteinen aus einer mono- (rLhca1 aus Gerste) und einer dikotylen Spezies (rLhca4 aus Tomate) experimentell gezeigt werden.