Die nahe verwandten aquatischen Alphaproteobakterien R. capsulatus und R. sphaeroides können sowohl (an)aerobe Atmung als auch Photosynthese betreiben. Das in den Photosystemen befindliche BChl a kann allerdings durch Lichtanregung als Photosensibilisator wirken, wenn es Energie auf molekularen Sauerstoff überträgt und somit cytotoxischer Singulettsauerstoff (1O2) entsteht. Zur Stressvermeidung reguliert Rhodobacter unter aeroben Bedingungen im Licht die Photosynthesegene herunter, doch rapide Änderungen der Licht- bzw. Sauerstoffbedingungen machen Stress unvermeidbar. Studien fokussierte sich bislang auf die photooxidative Stressantwort von R. sphaeroides, jedoch könnte R. capsulatus mit höheren BChl a-Gehalten eine andere 1O2-Stress-Dynamik aufzeigen.Die vorliegende Arbeit untersuchte die 1O2-Antwort in R. capsulatus und verglich sie mit der von R. sphaeroides. Es wurden u.a. das Wachstum, die Pigmentierung und die ROS-Produktion unter photooxidativem Stress analysiert. Weiter wurden mittels RNA-Seq und LC-MS/MS in R. capsulatus die relativen Transkript- und Proteinlevel unter photooxidativem Stress untersucht und mit bekannten Abundanzveränderungen von R. sphaeroides unter Stress (Berghoff et al. 2013) verglichen.Unter photooxidativem Stress erreichten R. capsulatus und R. sphaeroides die gleiche End-OD660, R. capsulatus zeigte aber in den ersten 3 h des Stresses eine höhere Wachstumsrate und produzierte im Verhältnis weniger ROS bzw. 1O2. Als Kernstrategie gegen 1O2-Stress akkumulierten beide Arten Transkripte und Proteine mit Funktionen in Proteinumsatz- und -reparatur, DNA-Reparatur und Oxidations-Reduktions-Prozessen. Die Stressantwort unterschied sich bei R. capsulatus in drei wesentlichen Aspekten von R. sphaeroides: (1) R. capsulatus erhöhte sein Carotinoid-BChl a-Verhältnis stärker, womit es mehr Carotinoide zum Quenchen von BChl a und 1O2 hätte. Die Induktion des crtI-tspO-Operons könnte die stabilen Carotinoid-Level unter Stress erklären. (2) R. capsulatus akkumulierte neben tspO auch die Ferrochelatasen hemH und cbiX, welche alle den Metabolitflux so umlenken können, dass das Vorkommen des Photosensibilisators Protoporphyrin IX sinkt. (3) Die stark gestiegenen Level von Eisenchelatoren wie CbiX in R. capsulatus könnten auch bedeuten, dass weniger freies Eisen ROS in der Fenton-Reaktion generiert.Beide Arten induzierten auch die alternativen Sigmafaktoren RpoHII und RpoE, welche die 1O2-Antwort regulieren. Die rpoE-Syntänie war jedoch verschieden und für viele Gene des rpoE-Regulons hat R. capsulatus keine Homologe. Für R. capsulatus wären die Unterschiede im rpoE-Regulon ebenso wie die Carotinoidzusammensetzung unter Stress und der Beitrag von CbiX zur 1O2-Antwort Ansatzpunkte für zukünftige Studien.
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