Untersuchungen zur Organellspezifität des Proteintransports in eukaryotischen Pflanzenzellen am Beispiel von Cytochrom c1

Abstract

Die Mehrheit der mitochondriellen und chloroplastidären Proteine sind im Kern codiert und werden im Cytosol als Vorläuferproteine synthetisiert, die ein N-terminales Transitpeptid für den Transport in das entsprechende Organell tragen. Zumeist erfolgt der Transport entweder in die Mitochondrien oder die Chloroplasten. Es wurden allerdings einige Beispiele für dual targeting in beide Organellen beschrieben. In dieser Arbeit wird durch Kombination verschiedener in vitro und in vivo Untersuchungen gezeigt, dass auch Cytochrom c1 aus Kartoffel, eine Komponente der respiratorischen Elektronentransportkette, nicht nur in die Mitochondrien, sondern ebenfalls in die Plastiden transportiert wird. In organello Importexperimente mit isolierten Mitochondrien und Chloroplasten zeigen, dass sich die Prozessierungsprodukte, die nach dem Import innerhalb der beiden endosymbiontischen Organellen akkumulieren, in ihrer Größe unterscheiden. Dabei verläuft der Transport von Cytochrom c1 in die Chloroplasten offenbar über die generelle Importmaschinerie für kerncodierte Chloroplastenproteine. Dual targeting von Cytochrom c1 kann, nach biolistischer Transformation von Blattgewebe mit geeigneten Reportergenkonstruktionen, ebenfalls in vivo beobachtet werden. Das Transitpeptid von Cytochrom c1 ist also in der Lage, mit den Proteintransportmaschinerien beider endosymbiontischer Organellen zu interagieren und den Transport eines anhängenden Passagierproteins in beide Organellen zu vermitteln. Zudem weisen Western Analysen mit Cytochrom c1-spezifischem Antiserum darauf hin, dass das Protein in signifikanten Mengen in Mitochondrien und Chloroplasten akkumuliert.