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Ein internationales Forscherteam hat die Struktur und Funktionsweise des fotosynthetischen Komplex I aufgeklärt. Der Membranproteinkomplex spielt eine wichtige Rolle für die Elektronentransportprozesse bei der Fotosynthese. „Die Ergebnisse schließen eine der letzten großen Wissenslücken im Verständnis der fotosynthetischen Elektronentransportwege“, sagt der Privatdozent Dr. Marc Nowaczyk, der die Bochumer Projektgruppe „Cyanobacterial Membrane Protein Complexes“ leitet. Er veröffentlichte die Ergebnisse gemeinsam mit Kollegen des Max-Planck-Instituts für Biochemie, der Osaka University und weiterer Einrichtungen in der internationalen Top-Zeitschrift „Science“ am 20. Dezember 2018 online.

Proteinkomplex in zwei Prozesse involviert

Komplex I ist in fast allen lebenden Organismen zu finden. In Pflanzenzellen kommt er in zwei Varianten vor: in Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, und in Chloroplasten als Bestandteil der fotosynthetischen Maschinerie. Die Struktur und Funktion des mitochondrialen Komplex I ist bereits gut untersucht, während der fotosynthetische Komplex I wenig erforscht war. 

Hocheffizenter Elektronentransport

Mittels Kryoelektronenmikroskopie klärten die Forscherinnen und Forscher erstmals die molekulare Struktur einer fotosynthetischen Komplex-I-Variante auf. Auch die Funktion analysierten sie genauer.

„Wir konnten die Struktur mit der Funktion des fotosynthetischen Komplex I zusammenbringen und einen detaillierten Einblick in die molekularen Grundlagen der Elektronentransportvorgänge erhalten“, resümiert Marc Nowaczyk. „In Zukunft wollen wir auf dieser Basis künstliche Elektronentransportketten erschaffen, die neue Anwendungen im Bereich der Synthetischen Biologie ermöglichen sollen.“