Bioluminescence and blue light reception

Description

Die Biolumineszenz und die Absorption von "Blaulicht" sind zwei extrem verbreitete Ph¿nomene, deren molekulare Grundlagen noch weitgehend unbekannt sind. Bei der Biolumineszenz wird chemische Energie in Licht umgewandelt. Die Lichtemission hat eine Vielfalt von Funktionen wie z.B. Beeinflussung des Sexualverhaltens, Nahrungssuche, Verteidigung usw. Blaulicht wird von den meisten höherenOrganismen erkannt und diese Funktion dient z.B. der Steuerung des Wachstums (Pflanzen) oder der Synchronisierung der "inneren Uhr" (circardian rhytm). Wir untersuchen einige dieser Phänomene bei denen Flavoproteine entweder als Licht-Emitter oder als -Prim¿rrezeptoren eine Rolle spielen. Im Falle der bakteriellen Luciferase untersuchen wir den Mechanismus der Oxidation von langkettigenAldehyden durch (enzymgebundene) Flavinhydroperoxyde und die damit gekoppelte Erzeugung von Licht. Im Falle der "Blaulicht"-Absorption haben wir ein neues Projekt in Angriff genommen. Dessen Ziel ist die Expression des Blaulichtrezeptors in E. coli und zunächst die Charakterisierung der darin enthaltenen Chromophore, letztere leiten sich vermutlich von Flavinen und Pteridinen ab. In einer zweiten Phase soll die Umwandlung der Prim¿ranregung in für die Zelle verwertbare Signale untersucht werden. (Kooperation mit Prof. A. Batschauer, Marburg).The bioluminescence and the absorption of blue light are two wide-spread phenomena. In spite of thisour understanding of their molecular basis ist still very poor. In the case of thebioluminescence chemicalenergy is transformed into light and the emission of the latter has an array of functions such as theregulation of sexual behavior, the collection of food, or defence. A process in the opposite direction isobserved in the "blue-light" phenomenon where light is transformed into a signal which can be used bythe cell for a variety of functions. Examples are the regulation of growth in plants and the synchronisationof the circardian rhytm in higher organisms. We investigate some of these phenomena focussing onthose in which flavins and flavoproteins play a role. With bacterial luciferase we study the conversion ofenergy, which arises from the oxidation of long chain aldehydes by a flavin-hydroperoxide, into light. Inthe case of the "blue-light" receptors we want to express the primary receptor in E. coli and tocharacterize its chromophores, probably flavins and pterins. In a second stage we want to study thetransformation of the signal arising from the primary excitation into a signal which can be understood bythe cell.

Institutions
  • Department of Biology
Funding sources
Name Finanzierungstyp Kategorie Project no.
Ausschuss für Forschungsfragen third-party funds research funding program 3-2/75
Further information
Period: 01.01.1980 – 31.12.2009