Biochemical, spectroscopic and moleculargenetic characterisation of novel phycoerythrin species from Prochlorococcus sp.

Prochlorococcus besitzt ein besonderes Antennensystem zur photosynthetischen Lichtsammlung. Im Gegensatz zu anderen Cyanobakterien, deren Lichtsammelkompexe von Phycobilisomen gebildet werden, erfolgt die Bindung der Hauptpigmente, Divinylchlorophyll a und b, sowie von Carotenoiden über ein Membran-integrales Protein (LaRoche et al., 1996). Zusätzlich enthalten Schwachlicht-angepasste Ökotypen ein ungewöhnliches Phycoerythrin (Hess et al., 1996). Die vollständige Sequenzierung des Genoms von Prochlorococcus MED4, eines an Starklichtbedingungen adaptierten Stammes, deckte das Vorhandensein eines weiteren, andersartigen Phycoerythrins in Prochlorococcus auf. Dieses Phycoerythrin besteht nur aus einer einzelnen, stark modifizierten β-Phycoerythrin-Untereinheit, kodiert durch das Gen cpeB. Im Gegensatz zu den gut untersuchten Phycoerythrinen anderer Organismen existieren nur spärliche Informationen über die Funktion von Phycoerythrin in Prochlorococcus. Gegenstand dieser Arbeit war die nähere Charakterisierung der beiden in Prochlorococcus vorkommenden Phycoerythrin-Spezies. Spektroskopische Untersuchungen des in Prochlorococcus marinus SS120 vorkommenden Phycoerythrin-Typs deuten auf einen sehr geringen Beitrag zur Lichtsammlung hin. Des weiteren stellte sich heraus, dass die Expression dieses Phycoerythrin-Typs offensichtlich nicht, wie in anderen Cyanobakterien, durch äußere Faktoren, wie z. B. den Stickstoffgehalt im Medium oder unterschiedliche Lichtqualitäten, reguliert wird. Diese Daten stehen im Einklang mit dem Befund, dass Phycoerythrin als Lichtsammelpigment nur eine untergeordnete Rolle spielen kann und somit auf eine Kontrolle der Phycoerythrin-Expression verzichtet werden kann.