Skip to ContentSkip to Navigation
Over ons Faculty of Science and Engineering Promoties

Supramolecular structures of thylakoid membrane protein complexes

Supercomplex organization under different environmental conditions
Promotie:Dhr. R. (Rameez) Arshad
Wanneer:15 februari 2022
Aanvang:16:15
Promotors:prof. dr. E.J. Boekema, prof. dr. D.J. (Dirk) Slotboom
Copromotor:dr. R. Kouril
Waar:Academiegebouw RUG
Faculteit:Science and Engineering
Supramolecular structures of thylakoid membrane protein complexes

Fotosynthese systemen onder de elektronenmicroscoop

Rameez Arshad gebruikte voor zijn promotieonderzoek elektronenmicroscopie als de belangrijkste techniek voor structuuronderzoek. Hij richtte zich op de structuur van eiwitcomplexen die betrokken zijn bij de fotosynthese. Die zijn uit verschillende organismen geïsoleerd, uit de groepen van planten, mossen, algen en wieren. Primaire fotosynthetische reacties worden gekatalyseerd door membraangebonden eiwitcomplexen, die aanwezig zijn in de zogenaamde  thylakoid membraan. Het betreft de fotosystemen I en II (PSI en PSII). De opbouw en organisatie  van deze fotosystemen verschilt tussen planten, algen en wieren en is ook afhankelijk van omgevingsomstandigheden zoals de hoeveelheid licht.

In de eerste studie heeft Arshad gewerkt aan fotosystemen van het mos Physcomitrella patensen, waarin hij met behulp van knock-out mutanten de rol onderzocht van subeenheid Lhcb9 in de regulatie van de grootte van de antenne (het onderdeel van het fotosysteem dat lichtenergie opvangt) onder lage licht omstandigheden. In een volgende studie, verricht aan geïsoleerde supercomplexen van de fijnspar Picea abies, toonde Arshad de aanwezigheid aan van grote PSII supercomplexen en PSII megacomplexen. Verder laat hij zien dat PSI verschillende LHCII trimeren onder variabele lichtomstandigheden kan binden.

Verder onderzocht Arshad een in kolonievorm groeiende groene alg met de naam Botryococcus braunii. Met behulp van elektronenmicroscopie is ook bij dit organisme de organisatie en grootte van de antenne van PSI onderzocht. Hij concludeert dat het voor de Botryococcus braunii algen in het binnenste van een kolonie belangrijk is dat hun antenne eiwitten samen voldoende omvang hebben. Uit een studie aan de diatomee (kiezelwier) Thalassiosira pseudonana kwam naar voren wat belangrijk is voor efficiënte en optimale fotosynthese. Voor goede regulatie is  een relatief groot PSI complex nodig en een uniek PSII structuur. Als laatste is door Arshad de structuur van PSI van de alg Chlorella ohadii bestudeerd. Dit PSI complex heeft met PsaM een extra subeenheid in het centrale deel van het eiwit en bovendien extra pigment moleculen die meehelpen om fotosynthese onder extreme lichtintensiteit in de woestijn mogelijk te maken.

Het promotieonderzoek van Rameez Arshad vond plaats bij de afdeling Elektronenmicroscopie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via een Europese Marie Curie fellowship. Hij werkt nu als postdoc aan Palacky University Olomouc (Tsjechië).