Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Pflanzenphysiologie

Betreuer: Prof. Dr. Martin Hagemann



Diplombiologin Marion Eisenhut
(e-mail: marion.eisenhut@uni-rostock.de )

Molecular characterization of 2-phosphoglycolate metabolism in the cyanobacterial model strain Synechocystis sp. PCC 6803

Das universelle Enzym zur pflanzlichen Kohlenstofffixierung Rubisco produziert in der heutigen Sauerstoff-haltigen Atmosphäre das toxische Nebenprodukt 2-Phosphoglykolat. Inwieweit dieses Problem auch in Cyanobakterien, den Vorläufern für die Evolution der pflanzlichen Chloroplasten auftritt, ist umstritten. In der vorliegenden Arbeit wurden der Ablauf und die Bedeutung des 2-Phosphoglykolat-Stoffwechsels im cyanobakteriellen Modellorganismus Synechocystis sp. PCC 6803 durch funktionelle Genomanalyse charakterisiert. Es wurden drei verschiedene Wege für den 2-Phosphoglykolatabbau nachgewiesen. Dieser Stoffwechsel ist für das Wachstum unter Kohlenstoffmangel-Bedingungen auch für Cyanobakterien lebenswichtig. Außerdem wurde für die toxische Wirkung des Intermediats Glycin ein möglicher Wirkmechanismus vorgeschlagen.

The ubiquitous enzyme for plant carbon fixation Rubisco generates in today`s oxygen containing atmosphere the toxic by-product 2-phosphoglycolate. To which extent this problem also occurs in cyanobacteria, the ancestors of plant chloroplast, is a matter of intensive discussion. In this work the route and significance of 2-phosphoglycolate metabolism in the cyanobacterial model organism Synechocystis sp. PCC 6803 was characterized by functional genome analysis. Three alternative routes for 2-phosphoglycolate degradation were demonstrated. This metabolic pathway is essential for growth under carbon depletion for cyanobacteria, too. Furthermore, for the toxic effect of the intermediate glycine a possible mechanism was suggested.