Biline sind lineare Tetrapyrrole, die für zelluläre antioxidative Funktionen sowie die Lichtabsorption unerlässlich sind. Biliverdin, ein grünes Tetrapyrrol, wird in den meisten Bakterien und Tieren durch Biliverdinreduktase zu Bilirubin umgewandelt, um es zu entgiften. Im Gegensatz dazu wird Biliverdin in photosynthetischen Organismen – Cyanobakterien, Pflanzen und Rotalgen – durch Ferredoxin-abhängige Bilinreduktasen reduziert. Diese Enzymfamilie katalysiert die Bildung der Phycobilisom-Makromoleküle, der Phycobiliproteine. Zu dieser Familie gehören Enzyme wie die Phycocyanobilin Ferredoxin Oxidoreduktase und die Phycoerythrobilin Oxidoreduktase in Cyanobakterien und Rotalgen. Diese Masterarbeit untersucht die Evolution und die funktionelle Divergenz des Biliverdinstoffwechsels. Analysiert werden die Verteilung und Evolution von Biliverdinreduktasen, Pigmentsyntheseenzymen sowie der Phycocyanobilin- und Phycoerythrobilin-Ferredoxin-Oxidoreduktasen in verschiedenen prokaryotischen Abstammungen. Die Analyse ergab, dass sich Biliverdinreduktase und die Pigmentsyntheseenzyme der Ferredoxin-abhängigen Biliverdinreduktasefamilie innerhalb der Cyanobakterien entwickelten. Unabhängig davon sind F420-BVRs in Actinobakterien entstanden, wo sie an Schutzmechanismen beteiligt sind. Darüber hinaus wurden mehrere horizontale Gentransferereignisse identifiziert, die diese Proteine betreffen und möglicherweise die taxonomische Verbreitung des Biliverdinstoffwechsels in Prokaryoten erweitern.
Marta Medić (Wed,) studied this question.