Role of PsbO isoforms in Arabidopsis thaliana

Abstract

Role izoforem PsbO v Arabidopsis thaliana Abstrakt Fotosystém II (PSII) využívá sluneční energii k oxidaci vody a redukci plastochinonu. Oxidace vody probíhá na kyslík vyvíjejícím komplexu (OEC). OEC je stabilizován vnějšími podjednotkami PSII z nichž největší a nejdůležitější je PsbO, mangan-stabilizující protein, který se vyskytuje ve všech dosud známých oxygenních fotosyntetických organizmech. Modelová rostlina Arabidopsis thaliana exprimuje dvě izoformy genu psbO, jmenovitě PsbO1 a PsbO2. Nedávná pozorování mutantů psbo1 a psbo2, kteří postrádají funkční geny psbO1, respektive psbO2, přinesla nové skutečnosti o konkrétních rolích izoforem PsbO při fotosyntéze. PsbO1 je obecně považována za hlavní izoformu umožňující efektivní rozklad vody, zatímco pro PsbO2 byla navržena role v opravných procesech PSII (výměna světlem poškozeného proteinu D1). Tato práce je zaměřena na konkrétní role izoforem PsbO v Arabidopsis při fotosyntéze a zejména se soustředí na odpověď na světelný stres. Pro rozsáhlou biochemickou studii byli použiti mutanti psbo1, psbo2 a wild type Col-0. Naším cílem bylo zjistit jak je ovlivněna celková struktura a složení thylakoidů u mutantů. Dále zjistit jak probíhá odpověď na světelný stres u wild type s ohledem na změny v množství jednotlivých subkompartmentů, změny v subpopulacích...

Role of PsbO isoforms in Arabidopsis thaliana Abstract Photosystem II (PSII) uses sunlight to catalyze water oxidation and reduce plastoquinone. Water oxidation takes place in oxygen evolving complex (OEC). OEC is stabilized by extrinsic subunits of PSII. The largest and most important of them is PsbO, manganese-stabilizing protein which can be found in all known oxygenic photosynthetic organisms. Model plant Arabidopsis thaliana expresses two isoforms of psbO gene, namely PsbO1and PsbO2.Mutants psbo1 and psbo2 lacking PsbO1 and PsbO2, respectively, recently brought new findings on the particular roles of isoforms in maintaining photosynthesis. PsbO1 is commonly considered as the main isoform facilitating water splitting, whereas PsbO2 is believed to be involved in PSII repair process (replacement of photodamaged D1 subunit). This work focuses on particular roles of Arabidopsis PsbO isoforms in maintaining photosynthesis with special focus on response to light stress. Mutants psbo1, psbo2 and wild type plants Col-0 were used for extensive biochemical investigation. Our aim was to find out what is the impact on overall thylakoid structure and composition in mutants. Furthermore, to investigate response to light stress in wild type regarding to yields of particular subcompartments, changes in photosystem II...