Fusionsprotein dirigiert Aufbau der Photosynthese-Plattform
Chloroplasten sind die Solarzellen in Pflanzen und grünen Algen. In inneren Membranen läuft hier die Photosynthese ab, einer der wichtigsten biologischen Prozesse auf der Erde, der Lichtenergie in chemische Energie und Sauerstoff umwandelt. Obwohl ihre bedeutende Funktion schon lange bekannt ist, war bislang nicht klar, wie es zum Aufbau des inneren Membransystems kommt.
Dafür haben Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) nun einen ersten Ansatzpunkt gefunden, wie diese Membranen gebildet werden, und das Ergebnis in nature veröffentlicht. Demnach spielt das Protein IM30 eine entscheidende Rolle, indem es eine Fusion interner Membranen anstößt. An den Untersuchungen über die Bedeutung von IM30 waren Biologen, Chemiker, Biochemiker und Biophysiker der JGU und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung maßgeblich beteiligt. Die Ergebnisse wurden soeben in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Thylakoidmembran – wichtiger Ort für Photosynthese-Prozesse
Chloroplasten sind Organellen, die in allen höheren Pflanzen und in Grünalgen vorkommen. Im ihrem Innern befindet sich ein Membransystem, die Thylakoidmembranen, in dem Schlüsselprozesse der Photosynthese ablaufen. „Ein detailliertes Verständnis der Photosynthese und der damit verbundenen molekularen Prozesse ist entscheidend, um unser Leben auf der Erde zu verstehen“, sagt Prof. Dirk Schneider vom Institut für Pharmazie und Biochemie der JGU, der die Forschungsarbeit koordiniert hat. „Aber trotz ihrer großen Bedeutung wissen wir fast nichts darüber, wie dieses spezielle Membransystem gebildet und aufrechterhalten wird.“ Bislang wurde in photosynthetischen Zellen noch kein einziges Fusionsprotein identifiziert, obwohl klar war, dass diese Klasse von Proteinen an der Bildung der Thylakoidmembran beteiligt sein muss.