Funktionen und Reaktionsmechanismen der Enzyme des Xanthophyllzyklus in Thylakoiden von Spinacia Oleracea L.:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
1994
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
ENTDECKUNG
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
1
1.2
VORKOMMEN
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
1
1.3
EXISTENZ
VON
ZEAXANTHIN
AUSSERHALB
DER
THYLAKOIDMEMBRAN
2
1.4
OEKOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
3
1.5
ENZYMATIK
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
3
1.6
CHARAKTERISIERUNG
UND
LOKALISIERUNG
DER
DEEPOXIDASE
4
1.7
CHARAKTERISIERUNG
UND
LOKALISIERUNG
DER
EPOXIDASE
5
1.8
XANTHOPHYLLZYKLUS-MODELL
6
1.9
LOKALISATION
DER
XANTHOPHYLLZYKLUS-PIGMENTE
8
1.10
HYPOTHESEN
ZUR
FUNKTION
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
9
1.11
ZIELE
DIESER
ARBEIT
12
2
MATERIAL
UND
METHODEN
13
2.1
CHEMIKALIEN
13
2.2
ABKUERZUNGEN
15
2.3
PFLANZENMATERIAL
17
2.4
BELICHTUNG
DER
BLAETTER
UND
THYLAKOIDSUSPENSIONEN
17
2.5
BESTIMMUNG
DER
CHLOROPHYLLKONZENTRATLON
18
2.6
BESTIMMUNG
DER
PROTEINKONZENTRATION
18
2.7
BESTIMMUNG
DER
ATP-KONZENTRATLON
18
2.8
INFILTRATION
VON
BLATTSCHELBCHEN
21
2.9
THYLAKOIDLSOLIERUNG
22
2.10
PERCOLL-GRADIENT
24
2.11
EXTRAKTION
DER
PIGMENTE
25
2.12
KONZENTRIERUNG
DER
PIGMENTEXTRAKTE
25
2.13
REINE
PIGMENTEXTRAKTE
FUER
DIE
HPLC
25
2.14
HOCHLELSTUNGSFLUESSIGKELTSCHROMATOGRAPHLE
(HPLC)
26
DER
PIGMENT-EXTRAKTE
26
2.15
UMRECHNUNGSFUNKTIONEN
DER
EINZELNEN
PIGMENTE
27
2.16
AUSWERTUNG
DER
HPLC-MESSDATEN
27
IN
HALTSVERZELCHN
IS
2.17
DUENNSCHICHTCHROMATOGRAPHIE
(DC)
30
2.18
ENZYMNACHWEISE
31
2.18.1
ENZYMNACHWEIS
DER
DEEPOXIDASE
31
2.18.2
ENZYMNACHWEIS
DER
EPOXIDASE
32
2.19
TRENNUNG
VON
PHOTOSYSTEM
II
UND
PHOTOSYSTEM
I
33
2.20
ISOLIERUNG
DES
LIGHT
HARVESTLNG
-
KOMPLEXES
(LHC
II)
34
2.21
SOLUBILISIERUNG
DER
THYLAKOIDMEMBRAN
36
2.22
SOLUBILISIERUNG
MIT
TRITON
X
114
37
2.23
AUFSCHLUSS
VON
THYLAKOIDEN
MIT
FLUESSIGEM
STICKSTOFF
38
2.24
AMMONIUMSULFAT
-
FAELLUNG
40
2.25
POLYACRYLAMID-GELELEKTROPHORESE
(PAGE)
41
2.26
NEUTRALROTMETHODE
44
3
ERGEBNISSE
ZUR
DEEPOXIDATION
49
3.1
OPTIMIERUNG
DER
DEEPOXIDATION
49
3.1.1
ASCORBAT
49
3.2
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
FUNKTION
DER
DEEPOXIDASE
51
3.2.1
METHYLVIOLOGEN
(MV)
51
3.2.2
MENADION
(MD)
56
3.2.3 MENADION
UND
NADH
58
3.2.4
PLASTOCHINON
58
3.2.5
HYDROCHINON
58
3.2.6
TAGESGANG
60
3.2.7
DEEPOXIDATION
BEI
2C
IN
BLAETTERN
62
3.2.8 ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
ZEAXANTHIN
UND
64
SS-CAROTIN-KONZENTRATION
64
3.2.9
MAXIMALE
DEEPOXIDATION
VON
VIOLAXANTHLN
ZU
ZEAXANTHIN
65
3.2.10
PRUEFUNG
DER
PS
II
UND
PS
I
AUF
DEEPOXIDASE-AKTLVITAET
66
3.2.11
NATRIUMHYDROGENCARBONAT
68
3.2.12
DEEPOXIDATION
UND
PHOTORESPIRATION
70
3.2.13
MALAT
70
3.2.14
NADH
UND
FAD
70
3.2.15
DER
EINFLUSS
VON
ZEAXANTHIN
AUF
DIE
PH-ERNLEDRIGUNG
DES
71
THYLAKOIDLUMENS
71
IN
HALTSVERZELCH
N
IS
3.2.16
BEEINFLUSSUNG
DER
PH-ERNLEDRLGUNG
DES
THYLAKOIDLUMENS
73
DURCH
ADP
BZW.
ATP
73
3.2.17
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
ATP-SYNTHESE
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
75
ZEAXANTHIN
IN
DER
THYLAKOIDMEMBRAN
75
3.3
INHIBITOREN
DER
DEEPOXIDASE
78
3.3.1
DLTHIOTHRELTOL
(DTT)
78
3.3.1.1
DTT
-
REVERSIBLE
HEMMUNG
DER
DEEPOXIDASE
78
3.3.1.2
DTT
-
KOMPETITIVER
HEMMSTOFF
DER
DEEPOXIDASE
80
3.3.2
DITHIOERYTHRIT
(DTE)
82
3.3.3
DIPHENYLLODONIUMCHLORLD
(DPI)
-
HEMMSTOFF
DER
EPOXIDASE
84
3.4 SOLUBILISIERUNG
DER
DEEPOXIDASE
85
4
ERGEBNISSE
ZUR
EPOXIDATION
86
4.1
OPTIMIERUNG
DER
EPOXIDATION
86
4.1.1
STICKSTOFFBEGASUNG
DER
BLAETTER
VON
SPLNACIA
OLERACEA
L.
86
WAEHREND
DER
VORBELICHTUNG
86
4.1.2
UEBERPRUEFUNG
DER
CHLOROPLASTEN-OSMOLYSE
88
4.1.3
DENATURIERUNG
DER
EPOXIDASE
88
4.1.4
NADPH
-
UND
NADH
-
KONZENTRATION
90
4.1.5
PH
-
OPTIMUM
DER
EPOXIDASE
92
4.1.6
METHANOL
93
4.1.7
DER
EINFLUSS
VON
GLYCEROL
UND
BSA
AUF
DIE
94
FUNKTIONSFAEHIGKEIT
DER
EPOXIDASE
94
4.1.8
PHENYLMETHYLSULFONYLFLUORLD
(PMSF)
96
4.1.9
PROTEASEN
96
4.1.10
AKTIVITAET
DER
EPOXIDASE
NACH
LAGERUNG
IM
96
KUEHLSCHRANK
ODER
GEFRIERSCHRANK
96
4.1.11
DIE
FAEHIGKEIT
GEFRORENER
THYLAKOIDMEMBRANEN
98
ZUR
PH-ERNIEDRIGUNG
DES
LUMENS
98
4.1.12
EINFLUSS
VON
LICHT
UND
SAUERSTOFF
98
4.1.13
TEST
DER
AUFARBEITUNGSSTUFEN
99
INHALTSVERZEICHNIS
4.2
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
FUNKTION
DER
EPOXIDASE
100
4.2.1
MENADION
(MD)
100
4.2.2
METHYLVIOLOGEN
(MV)
102
4.2.3
HYDROXYLAMIN
102
4.2.4
ABSCISINSAEU
RE
103
4.2.5
GLUTAMAT
103
4.2.6
POSITION
DER
EPOXID-BINDUNGSSTELLE
103
4.2.7
ZUGABE
VON
EXTERNEM
ZEAXANTHIN
104
4.2.8
WASSERSTOFFPEROXID
107
4.2.9
SAUERSTOFFRADIKALE
107
4.2.10
SUPEROXID
107
4.3
INHIBITOREN
DER
EPOXIDASE
108
4.3.1
REDUZIERUNG
DER
THYLAKOIDMEMBRAN
DURCH
108
DTT,
GSH
UND
MPB
108
4.3.2
SALICYLHYDROXAMSAEURE
(SHAM)
UND
KALIUMCYANID
(KCN)
110
4.3.3
METYRAPON
112
4.3.4
DLPHENYLIODONIUMCHLORID
(DPI)
114
4.4
CHARAKTERISIERUNG
UND
KLASSIFIZIERUNG
DER
EPOXIDASE
116
4.4.1
IONEN
116
4.4.2
WIRKUNG
VON
NUCLEOSIDPHOSPHATEN
(ADP,
ATP
UND
GTP)
118
4.4.3
ASCORBAT
119
4.4.4
FE
2+
,
ASCORBAT
UND
A-KETOGLUTARAT
119
4.4.5
FLAVINADENINDINUCLEOTID
(FAD)
120
4.4.6
FAD
UND
NADH
122
4.4.7
FAD
UND
FERREDOXIN
123
4.4.8
FAD
UND
DITHIONIT
123
4.4.9
PHOTOMETRIE
123
4.4.10
FAD,
EDTA
UND
LICHT
124
4.4.11
SPEZIFITAET
DES
COFAKTORS
FAD
125
4.4.12
ZEITVERLAUF
DER
EPOXIDATION
126
4.5
SOLUBILISIERUNGSVERSUCHE
128
4.5.1
OCTYLPHENOLPOLY(ETHYLENGLUCOLETHER)
10
(TRITON
X
100)
128
4.5.2
OCTYLPHENOLPOLY(ETHYLENGLUCOLETHER)
7
(TRITON
X
114)
129
INHALTSVERZEICHNIS
4.5.3
3-[(3-CHOLAMIDOPROPYL)-DLMETHYLAMMONIUM]-1-PROPANSULFONAT
129
(CHAPS)
129
4.5.4
POLYOXYETHYLEN
10
OLEYL
ETHER
(BRIJ
96)
129
4.5.5
MONOPAIMITAT
(TWEEN
40)
130
4.5.6
MONOOLEAT
(TWEEN
80)
130
4.5.7
N-DODECYLSUCROSE
130
4.5.8
SODIUMDODECYLSULFAT
(SDS)
130
4.5.9
LAURYLDIMETHYLAMINOXID
(LDAO)
131
4.5.10
N,N-BIS-(3-D-GLUCONAMIDOPROPYL)-DEOXYCHOLAMID
131
(DEOXY
BIG
CHAP)
131
4.5.11
EMULGEN
911
131
4.5.12
NACI
132
4.5.13
AUFSCHLUSS
VON
THYLAKOIDEN
132
4.5.14
UEBERPRUEFUNG
DES
LHC
II
AUF
EPOXIDASE-AKTIVITAET
132
4.6
REGENERATIONSVERSUCHE
134
4.6.1
VERDUENNUNG
DER
UEBERSTAENDE
134
4.6.2
DIALYSE
134
4.6.3
BLO-BEADS
134
4.6.4
SEPHADEX
G
25
-
SAEULE
134
4.6.5
AMMONIUMSULFATFAELLUNG
135
4.6.6
PHOSPHATIDYLCHOLIN
135
4.6.7
GLUTARALDEHYD
135
5
DISKUSSION
137
5.1
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
THYLAKOIDISOLIERUNG
137
5.1.1
WIRKUNGEN
VON
GLYCEROL
137
5.1.2
WIRKUNGEN
VON
BSA
137
5.2
CHARAKTERISIERUNG
UND
KLASSIFIZIERUNG
DER
EPOXIDASE
139
5.2.1
NACHWEIS
DER
ENZYMATISCHEN
EPOXIDATION
139
5.2.2
PH-OPTIMUM
DER
EPOXLDASE
139
5.2.3
COFAKTOREN
DER
EPOXIDASE
139
5.2.4
EINFLUSS
VON
IONEN
AUF
DIE
EPOXIDASE
140
IN
HALTSVERZELCHN
IS
5.2.5
KLASSIFIZIERUNG
DER
EPOXLDASE
141
5.2.5.1
BEZUG
DER
EPOXIDASE
ZUR
ALTERNATIVEN
OXIDASE
(AO)
141
5.2.5.2
DIE
VIER
TYPEN
VON
MONOOXYGENASEN
(FMO)
142
5.2.5.3
BEZUG
DER
EPOXIDASE
ZU
CYTOCHROMEN
143
5.2.5.4 BEZUG
DER
EPOXIDASE
ZU
FLAVINEN
143
5.2.5.5
EXISTENZ
FLAVINABHAENGIGER
MONOOXYGENASEN
(FMO)
147
MIT
EPOXIDATIONS-EIGENSCHAFTEN
147
5.2.5.6
MOLEKULARGEWICHTE
FLAVINABHAENGIGER
MONOOXYGENASEN
(FMO)
147
5.3
GEGENUEBERSTELLUNG
DER
UNTERSCHIEDLICHEN
EIGENSCHAFTEN
148
VON
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
148
5.3.1
PH-OPTIMUM
DER
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
148
5.3.2
COFAKTOREN
DER
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
148
5.3.3
INHIBITOREN
DER
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
149
5.3.4
EINFLUSS
VON
LOESUNGSMITTELN
AUF
DIE
AKTIVITAET
150
DER
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
150
5.3.5
SOLUBILISIERUNGSVERHALTEN
DER
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
150
5.3.6
ZUSAMMENFASSENDE
DARSTELLUNG
DER
EIGENSCHAFTEN
152
VON
DEEPOXIDASE
UND
EPOXIDASE
152
5.4
LOKALISATION
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
153
5.4.1
STROMA
UND
LUMENSEITE
153
5.4.2
STROMA
UND
GRANABEREICH
153
5.4.3
PHOTOSYSTEM
II
UND
LIGHT
HARVESTING
KOMPLEX
154
5.4.4
LOKALISATION
DES
VIOLAXANTHLNS
155
5.5
PROTEKTIONSFUNKTION
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
157
5.5.1
LICHT
157
5.5.2
TEMPERATUR
158
5.5.3
WASSER
159
5.5.4
SALZ
159
5.5.5
AGGRESSIVE
SAUERSTOFFSPEZIES
159
5.5.5.1
WASSERSTOFFPEROXID
160
5.5.5.2
SUPEROXID
UND
SINGULETTSAUERSTOFF
160
INHALTSVERZEICHNIS
5.6.
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
XANTHOPHYLLZYKLUS
UND
162
PHOTOSYNTHETISCHER
ELEKTRONENTRANSPORTKETTE
162
5.6.1
BEZUG
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
ZUM
162
LINEAREN
ELEKTRONENTRANSPORT
162
5.6.2
BEZUG
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
ZU
163
ZYKLISCHEN
ELEKTRONENTRANSPORTVORGAENGEN
163
5.7
ZEAXANTHINBILDUNG
UND
FLUORESZENZ-QUENCHUNG
168
5.7.1
QUENCHUNG
IM
ANTENNEN-KOMPLEX
168
5.7.2
ZEAXANTHIN
UNABHAENGIGE
QUENCHUNG
168
5.7.3
URSACHE
DER
QUENCHUNG
169
5.7.4
ZEAXANTHIN
ALS
"QUENCHING
AMPLIFIER"
169
5.7.5
QUENCHUNG
UND
LHC
II
-
AGGREGATEN
169
5.7.6
MODELLE
ZUR
QUENCHUNG
170
5.8
EINFLUSS
DES
XANTHOPHYLLZYKLUS
AUF
VERSCHIEDENE
172
172
CHLOROPLASTENFUNKTIONEN
5.8.1
PROTONENGRADIENT
172
5.8.2
MEMBRANFLUIDITAET
172
5.8.3
EINFLUSS
AUF
DIE
ATP-SYNTHESE
173
5.8.4
SS-CAROTIN-SYNTHESE
174
5.8.5
CALVIN-ZYKLUS
174
5.8.6
ASCORBAT-PEROXIDASE
175
5.8.7
BLAULICHT-REZEPTION
176
5.8.8
REGULATION
DES
NADPH
/
ATP
-
VERHAELTNISSES
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ZUSAMMENFASSUNG
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