Im Rahmen einer Forschungskooperation mit dem Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt ist es Dr. Jennifer Senkler und Prof. Hans-Peter Braun vom Institut für Pflanzengenetik erstmalig gelungen, ein zentrales Enzym des Pflanzenstoffwechsels auf atomarer Ebene zu untersuchen.
Aus den Mitochondrien der Modelpflanze Arabidopsis thaliana gewannen sie die NADH-Dehydrogenase, den Enzymkomplex I der Atmungskette. Schockgefrorene Präparate des Komplexes wurden anschließend mit einem Elektronen-Kyromikroskop in Frankfurt untersucht. Dies erlaubt eine Darstellung molekularbiologischer Vorgänge mit atomarer Auflösung. Von den speziellen, mit flüssigem Stickstoff gekühlten Mikroskopen gibt es in Deutschland nur einige wenige, sodass Nutzungszeiten an den einzelnen Standorten extrem begehrt sind.
Der untersuchte Enzymkomplex ist L-förmig und besteht aus zwei großen Armen. Auf atomarer Ebene konnte nun eine Ferredoxinbrücke zwischen den Armen entdeckt werden, die vermutlich die dreidimensionale Konformation und damit die Aktivität des Komplexes reguliert.
Die Arbeitsgruppe erhofft sich nun weitere Erkenntnisse in Bezug auf die Frage, wie Pflanzen die Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) regulieren. Diese Verbindung ist für die Energieversorgung von Zellen äußerst wichtig und wird im Zuge der Zellatmung, an dem die untersuchte NADH-Dehydrogenase beteiligt ist, hergestellt.
Weitere Informationen:
- Pressemeldung der Leibniz Universität Hannover
- Veröffentlichung in The Plant Cell: Klusch, N., Senkler, S., Yildiza, Ö., Kühlbrandt, W. & Braun, H.P. (2021): A ferredoxin bridge connects the two arms of plant mitochondrial complex I
- Abteilung Pflanzenmolekularbiologie und -proteomik am Institut für Pflanzengenetik
