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Tihana Bionda

• Plastids are complex organelles that fulfil numerous essential cellular functions, such as photosynthesis, amino acid and fatty acid synthesis. he majority of proteins required for these functions are encoded in the nuclear genome and synthesised on cytosolic ribosomes as precursors, which are posttranslationally transported to and imported into the organelle by concerted actions of translocons in the outer and inner chloroplast membrane. For most preproteins, targeting to the organelle is ensured by a specific import signal, a so called transit peptide, which is specifically recognised by receptors at the chloroplastês surface. A transit peptide is generally defined as essential and sufficient for precursor targeting to and translocation into chloroplasts, (however, an analysis of the ability of transit peptides to drive translocation of tightly folded passenger domain revealed that the transit peptide is not always sufficient for the translocation event. A critical signal length requirement of amino acids has been determined in vivo and in vitro. In the case of shorter transit peptide, the succeeding portion of the mature domain provides an extension of an unfolded polypeptide stretch required for successful translocation. The analysis of the unfolding mode of a folded model passenger during translocation links the observed transit peptide length requirement to the action of an energising unit present in the intermembrane space of chloroplasts. The likely candidate for this energising unit space is putative imsHsp70, previously hypothesised to function in translocation of precursor proteins across the outer membrane. However, as the identity of this protein has up to now remained unknown, its existence has been a matter of debate. The present study focuses on the isolation and characterisation of imsHsp70 at the molecular level. Mass spectrometry analyses and in vivo localisation studies demonstrate that while no specific imsHsp70 exists, multiple cytosolic Hsp70 isoforms are targeted to the intermembrane space, but not to the stroma of chloroplasts. Thus, a so far unrecognised mode of dual targeting to chloroplasts and cytosol is most likely to ensure the allocation of (sp s into the intermembrane space.
• Chloroplasten sind komplexe, pflanzliche Zellorganellen mit essentiellen physiologischen Funktionen, wie der Photosynthese, Aminosäure- und Fettsäuresynthese, sowie der Synthese von Purin- und Pyrimidinbasen, Isoprenoiden und Tetrapyrrolen. Infolge des Gentransfers während der endosymbiotischen Evolution der Plastide werden die meisten plastidären Proteine im Genom kodiert und an zytosolischen Ribosomen als Vorläufer-Proteine (Präproteine) synthetisiert. Die Sortierung chloroplastidärer Präproteine wird überwiegend durch eine N-terminal lokalisierte Signalsequenz, dem sogenannten Transitpeptid erreicht, welches spezifisch durch Rezeptoren an der Chloroplastenoberfläche erkannt und während der Translokation ins Innere des Chloroplasten abgeschnitten wird. Transitpeptide sind reich an hydroxylierten Aminosäuren und sind durch das Fehlen saurer Aminosäuren überwiegend positiv geladen. Die Länge ist nicht klar definiert, da diese von bis Aminosäuren variieren kann. Mehrere zytosolische Proteine wie Hsp70, Hsp90 und 14-3-3 vermitteln die spezifische Sortierung von Präproteinen zum Chloroplasten und halten sie gleichzeitig in einem importkompetenten Zustand. Der Transport über die äußere und innere Chloroplastenmembran wird durch die koordinierte Zusammenarbeit des TOC- und TIC-Komplexes (Translokator der Äußeren/Inneren Chloroplastenmembran) bewerkstelligt. Neben dem generellen TOC/TIC-Translokationskomplex existieren für einige äußere Membranproteine sowie wenige innere Membranproteine mit nicht-kanonischen Transitpeptiden und Proteine mit ER-Signalpeptid zusätzlich, alternative Sortierungswege sowie TOC/TIC unabhängige Translokations-mechanismen. Die GTPasen Toc und Toc sind Präprotein-Rezeptoren welche zusammen mit dem Translokationskanal Toc den TOCCORE Komplex bilden. Der TPR-Rezeptor Toc64, sowie das J-Domänen Protein Toc12 bilden zwei weitere Komponenten, welche dynamisch mit dem TOCCORE Komplex assoziiert sind. Der Transport über den )ntermembranraum ()MS) ist derzeit noch unzureichend verstanden. Dennoch wird angenommen, dass dieser durch einen Komplex aus Toc64, Toc12 dem im IMS lokalisierten Tic sowie Hsp70 bewerkstelligt wird. Toc wird dabei eine Rolle als RückgradšProtein zugeschrieben. Für das J-Domänen Protein Toc wird vermutet, dass es für eine ATP-abhängige Rekrutierung von Hsp70 zum Ausgangspunkt des ...