Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Pflanzenphysiologie

Betreuer: Prof. Dr. Martin Hagemann



Diplom-Biologin Nadin Pade
(e-mail: nadin.pade@uni-rostock.de )

Charakterisierung von "compatible solute"-Synthesen in Cyanobakterien und Rotalgen

In dieser Arbeit wurde die Synthese von osmotisch wirksamen Schutzsubstanzen „compatible solutes“ in Rotalgen und Cyanobakterien untersucht. In dem marinen Cyanobakterium Crocosphaera watsonii wurde nachgewiesen, dass an Stelle des erwarteten Glucosylglycerols Trehalose als „compatible solute“ dient. Im Genom von C. watsonii wurde ein Gen für die Synthese von Trehalose identifiziert, das nicht dem Cyanobakterien-typischen TreY/Z sondern dem E. coli-typischen OtsAB Biosyntheseweg kodiert. Die Funktionalität des OtsAB Genprodukts konnte verifiziert werden. Darüber hinaus wurde die Synthese von Isofloridosid/Floridosid in Rotalgen untersucht. Die Funktionalität zweier Proteine, die als potentielle Kandidaten für diese Biosynthese in Frage kamen, konnten in biochemischen und genetischen Untersuchungen verifiziert werden. Somit konnten erstmals Gene für die Biosynthese von Isofloridosid in Rotalgen identifiziert werden.

The synthesis of compatible solutes, which confer salt tolerance in red algae and cyanobacteria, was examined in this dissertation. It could be established that the marine cyanobacterium Crocosphaera watsonii instead of glucosylglycerol uses trehalose as compatible solute. The genome of C. watsonii harbors a trehalose synthesis protein, which doesn´t catalyze the cyanobacterial-like TreY/Z trehalose pathway but the E. coli-like OtsAB pathway. The functionality of this OtsAB protein for trehalose synthesis could be verified. Furthermore, the synthesis of floridosid/isofloridosid was investigated in red algae. The functionality of two proteins, which are considered to be potential candidates for the biosynthesis of these compatible solutes, could be verified using biochemical and genetic approaches. Therefore, genes for the biosynthesis of isofloridosid/floridosid in red algae were identified for the first time.