Function of thylakoid low molecular weight proteins and assembly factors in the biogenesis, activity and stability of photosynthetic complexes

类囊体低分子量蛋白和组装因子在光合复合物的生物发生、活性和稳定性中的作用

基本信息

项目摘要

An intriguing feature of the photosynthetic complexes of the thylakoid membrane is their high number of low molecular weight (LMW) proteins, which are nuclear and plastid encoded. Here we investigate the distinct function of assembly factors and of individual LMW proteins in the biogenesis, light absorbance, electron transport processes, phosphorylation, stabilisation and repair mainly of photosystem (PS)II using available knockouts of corresponding nuclear and plastid genes in Arabidopsis and tobacco, respectively. Furthermore, the mutant repertoire will be used to identify the composition of subcomplexes appearing during assembly and their localisation within the thylakoid system using native gels, co-immunoprecipitation (Co-IP), chromatography, cross-linking, tagged proteins, fractionation techniques and mass spectrometry. We provide clear evidence that the LMW membrane protein PsbN, which hitherto was annotated as PSII subunit, is not part of this complex but essentially required for assembly of its heterodimeric reaction centre. Direct interaction partners of PsbN and proteins associated in several precomplexes together with PsbN will be identified, already obtained interacting factors will be verified and analysed using split-ubiquitin assays, protein overlay assays, SPR spectrometry, Co-IP with tagged versions of PsbN and mass spectrometry. The addressed issues assist in our understanding of the stepwise assembly, light capture, transfer of electrons within and outgoing of PSII, water splitting and O2 evolution, membrane dynamics and recovery of the susceptible PSII from photoinhibition and heat inactivation.
类囊体膜光合复合物的一个有趣特征是它们含有大量低分子量 (LMW) 蛋白质,这些蛋白质由核和质体编码。在这里,我们利用拟南芥和烟草中相应核和质体基因的现有敲除,研究了组装因子和单个LMW蛋白在光系统(PS)II的生物发生、光吸收、电子传递过程、磷酸化、稳定和修复中的独特功能, 分别。此外,突变体库将用于使用天然凝胶、免疫共沉淀 (Co-IP)、层析、交联、标记蛋白、分级分离技术和质量来鉴定组装过程中出现的子复合物的组成及其在类囊体系统内的定位光谱测定法。我们提供了明确的证据,表明迄今为止被注释为 PSII 亚基的 LMW 膜蛋白 PsbN 不是该复合物的一部分,但本质上是其异二聚反应中心组装所必需的。将鉴定 PsbN 和与 PsbN 一起存在于多个预复合物中的蛋白质的直接相互作用伙伴,将使用分裂泛素测定、蛋白质覆盖测定、SPR 光谱、带有 PsbN 标记版本的 Co-IP 和质量来验证和分析已获得的相互作用因子光谱测定法。所解决的问题有助于我们理解 PSII 的逐步组装、光捕获、电子在 PSII 内部和外部的转移、水分解和 O2 演化、膜动力学以及易受影响的 PSII 从光抑制和热失活中恢复。

项目成果

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The Arabidopsis Tellurite resistance C protein together with ALB3 is involved in photosystem II protein synthesis.
拟南芥亚碲酸盐抗性 C 蛋白与 ALB3 一起参与光系统 II 蛋白合成
  • DOI:
    10.1111/tpj.12474
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Schneider A; Steinberger I; Strissel H; Kunz HH; Manavski N; Meurer J; Burkhard G; Jarzombski S; Schünemann D; Geimer S; Flügge UI; Leister D
  • 通讯作者:
    Leister D
The PsbY protein of Arabidopsis Photosystem II is important for the redox control of cytochrome b559.
拟南芥光系统 II 的 PsbY 蛋白对于细胞色素 b559 的氧化还原控制非常重要。
  • DOI:
    10.1016/j.bbabio.2016.05.004
  • 发表时间:
    2016-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lotta von Sydow;S. Schwenkert;J. Meurer;C. Funk;Fikret Mamedov;W. Schröder
  • 通讯作者:
    W. Schröder
Functional Update of the Auxiliary Proteins PsbW, PsbY, HCF136, PsbN, TerC and ALB3 in Maintenance and Assembly of PSII
PSII 维护和组装中辅助蛋白 PsbW、PsbY、HCF136、PsbN、TerC 和 ALB3 的功能更新
  • DOI:
    10.3389/fpls.2016.00423
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Plöchinger M;Schwenkert S;von Sydow L;Schröder WP;Meurer J
  • 通讯作者:
    Meurer J
The Low Molecular Weight Protein PsaI Stabilizes the Light-Harvesting Complex II Docking Site of Photosystem I1
低分子量蛋白 PsaI 稳定光系统 I1 的光捕获复合物 II 对接位点
  • DOI:
    10.1104/pp.16.00647
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Plöchinger M; Torabi S; Rantala M; Tikkanen M; Suorsa M; Jensen PE; Aro EM; Meurer J
  • 通讯作者:
    Meurer J
The Low Molecular Mass Photosystem II Protein PsbTn Is Important for Light Acclimation1[OPEN]
低分子量光系统 II 蛋白 PsbTn 对于光适应很重要1[打开]
  • DOI:
    10.1104/pp.18.01251
  • 发表时间:
    2018-12-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Yanger Chen;S. Yuan;L. Lezhneva;J. Meurer;S. Schwenkert;Fikret Mamedov;W. Schröder
  • 通讯作者:
    W. Schröder
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