Der Zwillingsarginin- (Tat-) Transportweg kann gefaltete Proteine über die Thylakoid-membran von Chloroplasten und die Plasmamembran von Bakterien transportieren. In dieser Arbeit wurden folgende Aspekte des Tat-Wegs untersucht: (1) Evolutionäre Konservierung der Transportinformation des Tat-Transportwegs: In Cryptophyten sind die Phycobiline wie das Phycoerythrin (PE) auf der luminalen Seite der Thylakoidmembran lokalisiert. Um herauszufinden wie diese Proteine sortiert werden, wurden die Transporteigenschaften eines Phycoerythrins, des PEα, analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Tat-Translokase den Transport von PEα in das Thylakoidlumen vermittelt. Diese Analyse legt den Schluss nahe, dass auch in den Plastiden der Crytophyten ein Proteintransportweg existiert der dem Tat-Weg in Chloroplasten höherer Pflanzen entspricht und dass deren Transportinformation evolutionär konserviert ist. (2) Analysen zum Mechanismus des Tat-Transportprozesses: Viele Modelle postulieren, dass die Tat-Translokase eine dynamische und transient geformte Translokase ist. Um experimentelle Beweise dafür zu erhalten, wurde ein "Zug-ähnliches" Protein (16/23-EGFP), in dem EGFP (Verstärkt Grün-Fluoreszierendes Protein) mittels eines kleinen Verbindungs-peptids an den C-Terminus des chimären 16/23 Proteins angehängt wurde, konstruiert und analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Thylakoidtransport dieses chimären Proteins an definierten Stellen signifikant verzögert war, was zur Bildung von drei Transport-intermediaten führte. Zeitverlaufs-, Kompetitions- und auch Immunopräzipitations-experimente wurden durchgeführt um diese Transportintermediate näher zu charakterisieren. Die Ergebnisse zeigen, dass ein einzelnes, Tat-dirigierendes Signalpeptid den Transport von zwei verschiedenen Passagierproteinen erlaubt. Des Weiteren wird das chimäre 16/23-EGFP wahrscheinlich nach einem "Schritt für Schritt" Mechanismus transportiert. Dies stützt eine Theorie nach der sich die Tat-Translokase im Zuge des Transportprozesses dynamisch an verschiedene Größen und Formen des Transportsubstrates anpassen kann. (3) Analysen zum Verbleib des Tat-Signalpeptids nach Freisetzung durch die Thylakoid-Prozessierungspeptidase: Um den Verbleib des Tat-Signalpeptids nach Translokation und dessen Abspaltung von dem Vorläuferprotein durch die Thylakoid-Prozessierungspeptidase zu analysieren, wurden ein "Tandem-Substrat", bestehend aus zwei hintereinander geschalteten Vorläuferproteinen, sowie Derivate desselben konstruiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Tat-Signalpeptide nach dem Tat-Transport und der Freisetzung durch die Thylakoid-Prozessierungspeptidase in weitere Subfragmente geschnitten werden. Beide Vorgänge sind notwendig für die folgende Signalpeptidspaltung. Wahrscheinlich katalysiert eine Metalloprotease diese Spaltung, wie Untersuchungen mit verschiedenen Arten von Proteaseinhibitoren gezeigt haben. Diese Daten liefern die ersten Ergebnisse zum Verbleib der Tat-Signalpeptide in der Thylakoidmembran.
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