Analysis of the biogenesis and dynamics of the membrane protein complex Photosystem I in Cyanobacteria

Die Rolle der Assemblierungsfaktoren Ycf3, Ycf4 und BtpA in der Biogenese von Photosystem 1 in \(\it Synechocystis\) PCC 6803 wurde mithilfe molekularbiologischer und biochemischer Ansätze analysiert. Es wurde gezeigt, dass nur Ycf3 für die Assemblierung von funktionellem PSI essentiell ist. Sowohl Ycf4 wie auch BtpA haben regulatorische oder stabilisierende Funktion, da der PS1 Gehalt in den entsprechenden Deletionsstämmen lediglich reduziert ist. Es wurde eine Methode etabliert, um differentielle Proteinexpression in \(\it Synechocystis\) Wildtyp und Deletionsmutanten zu analysieren. Mithilfe der vorgestellten Vorfraktionierung, 2D-Gelelektrophorese und Identifikation der Proteine mittels MALDI-ToF Massenspektroskopie kann ein Großteil des Proteoms von \(\it Synechocystis\) dargestellt werden. Zusammen mit J. Dekker (FU Amsterdam), konnte effizienter Energietransfer zwischen der eisenstress-induzierten membran-intrinsischen IsiA-Antenne und PSI-Trimeren in \(\textit {Synechococcus sp.}\) PCC 7942 nachgewiesen werden.The role of the potential assembly factors Ycf3, Ycf4 and BtpA in photosystem 1 assembly in \(\it Synechocystis\) PCC 6803 has been studied using a combination of molecular biology and biochemical methods. It could be shown that only Ycf3 is essential for the assembly of functional photosystem 1 in \(\it Synechocystis\). Both Ycf4 and BtpA have a regulatory or stabilising function, as deletion strains of the respective genes show only reduced levels of photosystem 1. A method has been established to analyse differential protein expression in \(\it Synechocystis\) wildtype and deletion strains. With pre-fractionation, two-dimensional electrophoresis and protein identification by MALDI-ToF MS, major parts of the \(\it Synechocystis\) proteome can be monitored. In collaboration with J. Dekker (FU Amsterdam) it could be shown that there is indeed fast energy transfer between the iron-stress induced membrane-intrinsic IsiA-antenna and trimeric PSI in \(\textit {Synechococcus sp.}\) PCC 7942