Forschungsbericht 1995-96
	Institut für Botanik und Botanischer Garten Schloßgarten 3 48149 Münster Tel. (0251) 83 - 2 38 10 Fax (0251) 83 - 2 38 23 Geschf. Direktor: Prof. Dr. B. Gerhardt

Forschungsschwerpunkte 1995 - 1996 Fachbereich 18 - Biologie Institut für Botanik und Botanischer Garten Lehrstuhlbereich Prof. Dr. E. Weis

Struktur-Funktionsbeziehungen an isolierten Membranproteinkomplexen aus Cyanobakterien

Aus Wildtyp und ortsgerichteten Mutanten von Cyanobakterien werden die drei für den Ablauf der primären Lichtreaktion der Photosynthese verantwortlichen Membranproteinkomplexe, Photosystem 1 (PS1) und Photosystem 2(PS") sowie der Cytochrom-b6/f-Komplex (Cyt. b6/f) isoliert und über HPLC-Methoden aufgereinigt. Die Strukturaufklärung der hochgereinigten Komplexe erfolgt dann über Elektronen- mikroskopie (in Verbindung mit computerunterstützter Bildanalyse zur Lokalisation der Untereinheiten, Zus.-arbeit mit Dr. Boekema, Universität Gronigen, NL) und Röntgenstrukturanalyse 3-dimensionaler Kristalle (Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Saenger, FU Berlin). Ein Teilaspekt ist dabei der Vergleich cyanobakterieller Strukturen mit denen höherer Pflanzen am Beispiel des PS2 (Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Barberg, Imp. College, London). Außerdem werden einzelne Untereinheiten von Membranproteinen in E.coli überexprimiert, um Struktur-Funktionsbeziehungen sowie den Einbau von Redoxkomponenten über spektroskopische Verfahren studieren zu können und Modellverbindungen für "Proteindesign" zu haben. Funktionelle Messungen der isolierten und/oder rekonstituierten Komplexe werden bei Bedarf hochauflösender Techniken in Zusammenarbeit mit folgenden Arbeitsgruppen durch- geführt: Tieftemperaturspektroskopie mit Dr. Dekker (VU Amsterdam), FTIR u. Elektrochemie mit Prof. Mäntele (Univ. Erlangen), zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie (bis ps-Bereich) mit Prof. Dr. Holzwarth (MPI f. Strahlenforschung, Mühlheim) sowie zeitaufgelöste Absorptionsspektroskopie mit Prof. Dr. Matthis (Forschungszentrum Saclay bei Paris).

Drittmittelgeber:

DFG, RITE/NEDO (Research Institute of Innovative Technology for the Earth, Japan, Teil einer internationalen Kooperation Okazaki/London/Münster

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. D. Bald, Dr. J. Kruip, Dipl. Biol. H. Kuhl, Dipl. Biol. U. Boronowsky, Dipl. Biol. S. Wenk, D. Schneider, Hdoz. Dr.Rögner, M. M. Rögner (Leiter)

Kooperationen:

Veröffentlichungen:

Boekema, E.J., B. Hankamer, D. Bald, J. Kruip, J. Nield, A. Boonstra, J. Barber, M. Rögner: Supramolecular Organization of the Photosystem II Complex from Green Plants and Cyanobacteria; Proceed. Natl. Acad. Sci. USA 92, 175-179, 1995

Hamacher, E., J. Kruip, M. Rögner, W. Mäntele: Characterization of the Primary Electron Donor of Photosystem I, P700, by Electrochemistry and Fourier Transform Infrard (FTIR) Difference Spectroscopy, In "Photosynthesis: From Light to Biosphere" (P. Mathis, ed.) Vol. II, p95-98, Kluwer Acad. Publishers, The Netherlands, 1995

Jekow, P., W.-D. Schubert, P. Fromme, J. Kruip, P.R. Chitnis, M. Rögner, W. Saenger: Crystallization of Intact and Subunit L-Deficient Monomers from Synechocystis PCC 6803 Photosystem I, Z. Naturforsch. 51c, p. 195-199, 1996

Rögner, M., E.J. Boekema, J. Barber: How does Photosystem 2 Split water? Trends in Biol. Sci. 21, p. 44-49, 1996

Mühlhoff, U., J. Kruip, D.A. Bryant, M. Rögner, P. Sétif, E. Boekea: Characterization of a Redox Active Cross-Linked Complex Between Cyanobacterial Photosystem 1 and is Physiological Acceptor Flavodoxin EMBO J., Vol. 15, No. 3, p.488-497, 1996

Lelong, C., E. Boekema, U.J. Kruip, H. Bóttin, M. Rögner, P. Sétif: Characterization of a Redox Active Cross-Linking Complex between Cyanobacterial Photosystem 1 and Soluble Ferredoxin, EMBO, 1996

Turcconi, S., J. Kruip, G. Schweitzer, M. Rögner, A.R. Holzwarth: A Comperative Fluorescence Study of Photosystem I Monomers and Trimers, Photosyst. Res. 1996