Physiologische Funktion der plastidären Membranproteine FAX2 und FAX3 in Arabidopsis thaliana

Abstract

In A. thaliana gibt es sieben FAX Proteine (FAX1 bis FAX7), die sich über ihre Transmembranregion ähneln und sich über ihre charakteristischen Proteinmotive, konservierten Ladungen sowie ihre Topologie und subzelluläre Lokalisation unterscheiden. Die Lokalisation der FAX2 und FAX3 Proteine wurde in dieser Arbeit mittels eines Western Blots mit spezifischen Antikörpern in der inneren Hüllmembran von Chloroplasten nachgewiesen. Vermutlich übernehmen die FAX1, FAX2 und FAX3 Proteine eine Funktion beim Fettsäurentransfer durch die innere Hüllmembran der Chloroplasten. Der Verlust der Gene, FAX1 und FAX3, in homozygoten fax1/fax3 Doppelmutanten führt zu einer stark beeinträchtigten Entwicklung der Keimlinge und schließlich zum lethalen Effekt im Keimlingsstadium, vermutlich aufgrund einer fehlenden Komplementation, vermittelt über FAX3, beim Verlust von FAX1.

In A.thaliana there are seven FAX proteins (FAX1 to FAX7), which are similar in structure, consisting of four alpha-helical transmembrane domains, but are different in their characteristic protein motifs, conserved charges, as well as their subcellular localization. FAX1, which is localized in the inner chloroplast membrane, was characterized in 2015 and presumably plays a role in the fatty acid transfer across the inner plastid membrane. The localization of the FAX2 and FAX3 proteins was also detected in the inner envelope of chloroplasts using a Western blot with specific antibodies against PsFAX2 and PsFAX3. In rosette leaves of homozygous fax1-2 knockout mutants the loss of FAX1 leads to an increased amount of FAX2 and FAX3 transcripts compared to wildtype, suggesting a possible complementary function of FAX1 through FAX2 and FAX3 proteins. Performed segregation analysis with fax1/fax3 (heterozygous/ homozygous) double mutants showed a strong reduced number of homozygous fax1/3 progeny both on soil and on agar medium. The loss of both genes, FAX1 and FAX3, leads to a severely impaired development of seedlings and finally to a lethal effect in seedling stage, presumably due to the absence of complementation of FAX1 by FAX3 in rosette leaves.