Das Projekt "Molekulare Mechanismen der pflanzlichen Frostresistenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Pflanzenphysiologie und Mikrobiologie durchgeführt. Frostschaeden sind eine Hauptursache fuer Ernteausfaelle in der ladwirtschaftlichen Produktion. Pflanzen sind in unterschiedlichem Masse in der Lage, sich an niedrige Temperaturen anzupassen und das Gefrieren zu ueberleben. Die biochemische Grundlage der pflanzlichen Kaelteresistenz ist noch weitgehend unklar. Sowohl die Synthese niedermolekularer Substanzen (Zucker, Aminosaeuren) als auch hochmolekularer Proteine ist waehrend der Haertungsphase beobachtet worden. Wir isolieren Proteine aus frostharten Blaettern, die spezifisch photosynthetische Membranen gegen Frostschaeden schuetzen. Mit Hilfe von spezifischen Antikoerpern und cDNA-Sonden soll die Expression waehrend der Haertung untersucht werden. Die Primaerstruktur soll ueber die Sequenzierung der klonierten Gene aufgeklaert werden. Die Proteine werden bioichemisch und funktionell charakterisiert. Zur molekularen Analyse der Funktionsweise werden vergleichende Untersuchungen der Proteine und verschiedener Zucker an photosynthetischen Membranen und an Liposomen mit definierter Lipidzusammensetzung durchgefuehrt.
Das Projekt "Quantitative Analyse der biochemischen Effekte von phenolischen Verbindungen an biologischen Membransystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz durchgeführt. The goal of this project is to set up Quantitative Structure Activity Relationships (QSAR) to describe and to predict the toxicity of phenolic compounds on a mechanistic level. Highly substituted phenols, namely chlorinated and nitrated phenols, are toxic because they uncouple the ATP-synthesis from the electron transport. In addition to dissipating the chemiosmotic proton gradient, some phenols may also exhibit inhibitory activity on the electron transport chain (or other targets) and cause narcosis. In using time-resolved spectroscopy, it is possible to distinguish and quantify these different modes of action in a simple cyclic photosynthetic system, chromatophores of Rb Sphaeroides - an experimental set-up that has been well established during the study of photosynthesis. One common feature of the mode of toxic action of these compounds as well as many other hydrophobic ionizable compounds is the target site being the membrane or embedded into the membrane. Therefore, it is important to know which species and how much of each species are taken up into biological membranes. This issue is investigated in the second part of this study which focuses on distribution experiments of substituted phenols between water and different model membranes, typically liposoms made up of bilayer forming lipids. The understanding of the sorption behavior together with the mechanism-based toxicity data will help to establish meaningful QSAR-equations.