Extreme haustorial parasites have long captured the interest of naturalists and scientists with their greatly reduced and highly specialized morphology. Along with the reduction or loss of photosynthesis, the plastid genome often decays as photosynthetic genes are released from selective constraint. This makes it challenging to use traditional plastid genes for parasitic plant phylogenetics, and has driven the search for alternative phylogenetic and molecular evolutionary markers. Thus, evolutionary studies, such as molecular clock-based age estimates, are not yet available for all parasitic lineages. In the present study, we extracted 14 nuclear single copy genes (nSCG) from Illumina transcriptome data from one of the “strangest plants in the world”, Hydnora visseri (Hydnoraceae). A ~15,000 character molecular dataset, based on all three genomic compartments, shows the utility of nSCG for reconstructing phylogenetic relationships in parasitic lineages. A relaxed molecular clock approach with the same multi-locus dataset, revealed an ancient age of ~91 MYA for Hydnoraceae. We then estimated the stem ages of all independently originated parasitic angiosperm lineages using a published dataset, which also revealed a Cretaceous origin for Balanophoraceae, Cynomoriaceae and Apodanthaceae. With the exception of Santalales, older parasite lineages tend to be more specialized with respect to trophic level and have lower species diversity. We thus propose the “temporal specialization hypothesis” (TSH) implementing multiple independent specialization processes over time during parasitic angiosperm evolution.

Über die Proteinphosphorylierung in den Mitochondrien der Hefe Saccharomyces cerevisiae ist im Gegensatz zu anderen Kompartimenten nur wenig bekannt. Insbesondere hinsichtlich der physiologischen Bedeutung sowie den an der Modifikation beteiligten Enzymen sind kaum Daten verfügbar. Vor diesem Hintergrund stand die Identifizierung und molekularbiologische Charakterisierung mitochondrialer Proteinkinasen (PKasen) und Proteinphosphatasen (PPasen) im Fokus dieser Arbeit. Unter Verwendung komparativer 2D DIGE-Analysen konnten zwei Strategien erfolgreich verfolgt werden: Zum einen wurde die Konsequenz einer Gendeletion von ausgewählten PKasen bzw. PPasen mit putativer mitochondrialer Lokalisation untersucht. Dabei gelang es, die an der in vivo Regulation des Pyruvatdehydrogenase(PDH)-Komplexes beteiligten Enzyme erstmalig zu identifizieren und im Folgenden deren regulatorisches Zusammenspiel umfassend zu analysieren. Zum anderen wurde in einem inversen Ansatz beispielhaft für die PKase Sat4p untersucht, welche Auswirkungen eine Überexpression dieser Kinase auf das mt Proteom hat. Erste Hinweise, welche zur Identifizierung der PDH-Kinasen (Pkp1p und Pkp2p) bzw. PDH Phosphatasen (Ppp1p und Ppp2p) führten, lieferten die signifikanten Spotänderungen von Pda1p (E1α-Untereinheit des PDH-Komplexes) in den 2D-DIGE-Analysen. Im Folgenden wurde die mitochondriale Lokalisation der vier regulatorischen Enzyme unter Verwendung Epitop-getaggter Varianten nachgewiesen sowie Pda1p in unabhängigen phosphospezifischen Analysen als Target der Phosphorylierung verifiziert. Die Phosphorylierungsstelle von Pda1p konnte massenspektrometrisch dem Serin313 zugeordnet werden. PDH-Aktivitätsmessungen zeigten, dass die Phosphorylierung von Pda1p den PDH Komplex inaktiviert, während eine Dephosphorylierung zur Aktivierung führt. Dabei war der Einfluss der Deletion der PDH Kinasen bzw. der PDH-Phosphatasen unterschiedlich stark ausgeprägt. Während Ppp1p und Ppp2p partiell redundante Funktionen besitzen, lassen die Analysen komplementäre Aktivitäten von Pkp1p und Pkp2p vermuten. Eine physikalische Interaktion der beiden Kinasen wurde in vivo nachgewiesen und deutet auf die Bildung funktioneller Heteromere hin. Durch Analysen in der 2D-BN/SDS-PAGE konnte eine Assoziation der PDH-Kinasen sowie PDH-Phosphatasen mit dem hochmolekularen, etwa 8 MDa großen PDH-Komplex sowie mit PDH-Subkomplexen geringeren Molekulargewichts gezeigt werden. Die Erkenntnisse dieser Arbeit ermöglichten in Verbindung mit denen eigener Vorarbeiten die Erstellung eines Modells zur PDH-Regulation in Saccharomyces cerevisiae. Neben der Aktivitätsregulation durch die von Pkp1p/Pkp2p bzw. Ppp1p/Ppp2p katalysierte Phosphorylierung wird eine Funktion der regulatorischen Enzyme – insbesondere der PDH-Kinasen – an der Assemblierung bzw. Stabilisierung des PDH-Komplexes postuliert. Es konnte somit gezeigt werden, dass in der Hefe ein ähnlicher, aber nicht identischer Regulationsmechanismus vorliegt wie in höheren Eukaryoten. Die zweite Strategie, welche in dieser Arbeit exemplarisch für eine PKase verfolgt wurde, führte zur Identifikation einer bislang unbekannten Funktion der Kinase Sat4p in den Mitochondrien. Es konnte gezeigt werden, dass Sat4p dual lokalisiert in der cytoplasmatischen sowie mitochondrialen Fraktion vorliegt und selbst Target der Phosphorylierung ist. Die Überexpression von Sat4p führte nicht nur zu einem verminderten Wachstum auf nicht fermentierbaren Medien, sondern auch zur Beeinflussung spezifischer mitochondrialer Proteingruppen. Während die Spots der Proteine Pil1p und Lsp1p eine höhere Intensität zeigten, wiesen die Fe/S-Proteine Aco1p und Lys4p eine verminderte „steady-state“-Konzentration auf. Darüber hinaus lagen die Proteine, welche Liponsäure als prosthetische Gruppe tragen (Lat1p, Kgd2p und Gcv3p), im Tet-Sat4-Stamm vorwiegend in ihrer nicht-lipoylierten Form vor. Die Lipoylierungsstellen aller drei Proteine konnten im Wildtyp unter Nutzung von nanoLC-MS/MS erstmals experimentell bestimmt und Lys75 (Lat1p), Lys114 (Kgd2p) bzw. Lys102 (Gcv3p) zugeordnet werden. Die fehlende Lipoylierung der Proteine bzw. die verminderte Proteinkonzentration der Aconitase führte zu einer stark verminderten Aktivität der betroffenen Enzymkomplexe. Neben den in der Literatur beschriebenen putativen Funktionen von Sat4p bei der Regulation cytoplasmatischer Proteine wurde basierend auf den Erkenntnissen der Analysen eine spezifische Funktion der Kinase in den Mitochondrien postuliert. Das Modell schlägt eine Rolle von Sat4p in den späten Schritten der Maturation einer spezifischen Gruppe von mitochondrialer Fe/S-Proteinen vor. Die Beeinträchtigung der Lipoatsynthase Lip5p, welche neben Aco1p und Lys4p ebenfalls zu dieser Gruppe gehört, führt vermutlich sekundär zum beobachteten Verlust der Lipoylierung von Lat1p, Kgd2p und Gcv3p.

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The Saccharomyces cerevisiae kinase Sat4p has been originally identified as a protein involved in salt tolerance and stabilization of plasma membrane transporters, implicating a cytoplasmic localization. Our study revealed an additional mitochondrial (mt) localization, suggesting a dual function for Sat4p. While no mt related phenotype was observed in the absence of Sat4p, its overexpression resulted in significant changes of a specific mitochondrial subproteome. As shown by a comparative two dimensional difference gel electrophoresis (2D-DIGE) approach combined with mass spectrometry, particularly two groups of proteins were affected: the iron-sulfur containing aconitase-type proteins (Aco1p, Lys4p) and the lipoamide-containing subproteome (Lat1p, Kgd2p and Gcv3p). The lipoylation sites of all three proteins could be assigned by nanoLC-MS/MS to Lys75 (Lat1p), Lys114 (Kgd2p) and Lys102 (Gcv3p), respectively. Sat4p overexpression resulted in accumulation of the delipoylated protein variants and in reduced levels of aconitase-type proteins, accompanied by a decrease in the activities of the respective enzyme complexes. We propose a regulatory role of Sat4p in the late steps of the maturation of a specific subset of mitochondrial iron-sulfur cluster proteins, including Aco1p and lipoate synthase Lip5p. Impairment of the latter enzyme may account for the observed lipoylation defects.

Human mitochondrial DNA (mtDNA) is located in discrete DNA-protein complexes, so called nucleoids. These structures can be easily visualized in living cells by utilizing the fluorescent stain PicoGreen®. In contrary, cells devoid of endogenous mitochondrial genomes (ρ0 cells) display no mitochondrial staining in the cytoplasm. A modified restriction enzyme can be targeted to mitochondria to cleave the mtDNA molecules in more than two fragments, thereby activating endogenous nucleases. By applying this novel enzymatic approach to generate mtDNA-depleted cells the destruction of mitochondrial nucleoids in cultured cells could be detected in a time course. It is clear from these experiments that mtDNA-depleted cells can be seen as early as 48 h post-transfection using the depletion system. To prove that mtDNA is degraded during this process, mtDNA of transfected cells was quantified by real-time PCR. A significant decline could be observed 24 h post-transfection. Combination of both results showed that mtDNA of transfected cells is completely degraded and, therefore, ρ0 cells were generated within 48 h. Thus, the application of a mitochondrially-targeted restriction endonuclease proves to be a first and fast, but essential step towards a therapy for mtDNA disorders.

A major challenge in designing cancer therapies is the induction of cancer cell apoptosis, although activation of intrinsic apoptotic pathways by targeting gold nanoparticles to mitochondria is promising. We report an in vitro procedure targeting mitochondria with conjugated gold nanoparticles and investigating effects on apoptosis induction in the human breast cancer cell line Jimt-1. Gold nanoparticles were conjugated to a variant of turbo green fluorescent protein (mitoTGFP) harbouring an amino-terminal mitochondrial localization signal. Au nanoparticle conjugates were further complexed with cationic maltotriose-modified poly(propylene imine) third generation dendrimers. Fluorescence and transmission electron microscopy revealed that Au nanoparticle conjugates were directed to mitochondria upon transfection, causing partial rupture of the outer mitochondrial membrane, triggering cell death. The ability to target Au nanoparticles into mitochondria of breast cancer cells and induce apoptosis reveals an alternative application of Au nanoparticles in photothermal therapy of cancer.

Assembly of cytochrome c oxidase (COX), the terminal enzyme of the mitochondrial respiratory chain, requires a concerted activity of a number of chaperones and factors for the correct insertion of subunits, accessory proteins, cofactors and prosthetic groups. Most of the fundamental biological knowledge concerning mitochondrial copper homeostasis and insertion of copper into COX derives from investigations in the yeast Saccharomyces cerevisiae. In this organism, Cox17 was the first identified factor involved in this pathway. It is a low molecular weight protein containing highly conserved twin Cx9C motifs and is localized in the cytoplasm as well as in the mitochondrial intermembrane space. It was shown that copper-binding is essential for its function. So far, the role of Cox17 in the mammalian mitochondrial copper metabolism has not been well elucidated. Homozygous disruption of the mouse COX17 gene leads to COX deficiency followed by embryonic death, which implies an indispensable role for Cox17 in cell survival. In this thesis, the role of COX17 in the biogenesis of the respiratory chain in HeLa cells was explored by use of siRNA. The knockdown of COX17 results in a reduced steady-state concentration of the copper-bearing subunits of COX and affects growth of HeLa cells accompagnied by an accumulation of ROS and apoptotic cells. Furthermore, in accordance with its predicted function as a copper chaperone and its role in formation of the binuclear copper center of COX, COX17 siRNA knockdown affects COX-activity and -assembly. It is now well accepted that the multienzyme complexes of the respiratory chain are organized in vivo as supramolecular functional structures, so called supercomplexes. While the abundance of COX dimers seems to be unaffected, blue native gel electrophoresis reveals the disappearance of COX-containing supercomplexes as an early response. Accumulation of a novel ~150 kDa complex containing Cox1, but not Cox2 could be observed. This observation may indicate that the absence of Cox17 interferes with copper delivery to Cox2, but not to Cox1. Data presented here suggest that supercomplex formation is not simply due to assembly of completely assembled complexes. Instead an interdependent assembly scenario for the formation of supercomplexes is proposed that requires the coordinated synthesis and association of individual complexes.:List of Figures and Tables Abbreviations Abstract 1 Indroduction 1.1 Mitochondria and the respriratory chain 1.2 The human mitochondrial genome 1.3 Homoplasmy and heteroplasmy 1.4 Mitochondrial disorders 1.4.1 Mutations in mitochondrial DNA 1.4.2 Mutations in nuclear DNA 1.5 Cytochrome c oxidase 1.6 Cytochrome c oxidase assembly 1.7 Copper and its trafficking in the cell 1.8 Mitochondrial copper metabolism 1.9 Cox17 1.10 Aims of the thesis 2 Materials and Methods 2.1 Materials 2.1.1 Chemicals and reagents 2.1.2 Antibodies 2.1.3 Plasmid 2.1.4 Kits 2.1.5 Marker 2.1.6 Enzymes 2.1.7 Primers 2.1.8 siRNAs 2.2 Methods 2.2.1 Cell culture 2.2.1.1 Cell culture: HeLa cells 2.2.1.2 Cell culture: HeLa cells transfected with pTurboRFP-mito 2.2.1.3 Subcultivation 2.2.1.4 Determination of cell number 2.2.1.5 Cell storage and thawing 2.2.2 Transient transfection of HeLa cells 2.2.3 Transfection of HeLa cells with pTurboRFP-mito 2.2.4 Immunocytochemistry 2.2.5 RNA extraction and quantitative real-time PCR 2.2.6 Isolation of mitochondria 2.2.6.1 Isolation of mitochondria for BN-PAGE Analysis 2.2.6.2 Isolation of mitochondria for localization studies 2.2.6.3 Isolation of bovine heart mitochondria 2.2.7 Proteinase K treatment of mitochondria and mitoplasts 2.2.8 Photometric activity assay 2.2.8.1 Citrate synthase activity 2.2.8.2 Cytochrome c oxidase activity 2.2.9 Blue native polyacrylamide gel electrophoresis (BN-PAGE) 2.2.9.1 In gel activity assay 2.2.9.2 2D-BN/SDS-PAGE 2.2.10 SDS-PAGE and Western blot analysis 2.2.11 Direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) 2.2.12 Flow cytometric phenotyping 2.2.12.1 Determination of cell cyle phase 2.2.12.2 Identification of apoptotic cells 2.2.12.3 Detection of ROS 2.2.13 Oxygen measurement 2.2.14 Cu–His supplementation 3 Results 3.1 Subcellular localization of Cox17 3.2 Transient knockdown of COX17 in HeLa cells 3.2.1 Knockdown of COX17 mRNA 3.2.2 Knockdown of Cox17 protein 3.2.3 Effect of COX17 knockdown on the steady-state levels of OXPHOS subunits 3.2.4 Effect of COX17 knockdown on the steady-state levels of copperbearing COX subunits 3.2.5 Subdiffraction-resolution fluorescence imaging 3.3 Phenotypical characterization 3.3.1 Growth analyis 3.3.2 Cell cycle analysis 3.3.3 Apoptosis assay 3.3.4 Detection of ROS 3.3.5 Oxygen measurement 3.4 Cytochrome c oxidase activity 3.5 Characterization of mt OXPHOS complexes 3.5.1 BN-PAGE/in gel activity assays 3.5.2 Supramolecular organization of COX 3.5.3 Molecular organization of Cox17 3.5.4 Molecular organisation of copper-bearing COX subunits Cox1 and Cox2 3.5.5 Supramolecular organization of RC complexes 3.5.6 dSTORM of supercomplexes 3.6 Copper supplementation 4 Discussion 4.1 Dual localization of human Cox17 4.2 COX17 knockdown affects steady-state levels of copper-bearing COX subunits Cox1 and Cox2 4.3 Supramolecular organization of RC is affected as an early response to COX17 knockdown 4.4 Cox17 is primarily engaged in copper delivery to Sco1/Sco2 4.5 Copper supplementation alone cannot rescue the COX17 phenotype 4.6 Outlook 5 Appendix 6 PhD publication record 7 References

Über die Proteinphosphorylierung in den Mitochondrien der Hefe Saccharomyces cerevisiae ist im Gegensatz zu anderen Kompartimenten nur wenig bekannt. Insbesondere hinsichtlich der physiologischen Bedeutung sowie den an der Modifikation beteiligten Enzymen sind kaum Daten verfügbar. Vor diesem Hintergrund stand die Identifizierung und molekularbiologische Charakterisierung mitochondrialer Proteinkinasen (PKasen) und Proteinphosphatasen (PPasen) im Fokus dieser Arbeit. Unter Verwendung komparativer 2D DIGE-Analysen konnten zwei Strategien erfolgreich verfolgt werden: Zum einen wurde die Konsequenz einer Gendeletion von ausgewählten PKasen bzw. PPasen mit putativer mitochondrialer Lokalisation untersucht. Dabei gelang es, die an der in vivo Regulation des Pyruvatdehydrogenase(PDH)-Komplexes beteiligten Enzyme erstmalig zu identifizieren und im Folgenden deren regulatorisches Zusammenspiel umfassend zu analysieren. Zum anderen wurde in einem inversen Ansatz beispielhaft für die PKase Sat4p untersucht, welche Auswirkungen eine Überexpression dieser Kinase auf das mt Proteom hat. Erste Hinweise, welche zur Identifizierung der PDH-Kinasen (Pkp1p und Pkp2p) bzw. PDH Phosphatasen (Ppp1p und Ppp2p) führten, lieferten die signifikanten Spotänderungen von Pda1p (E1α-Untereinheit des PDH-Komplexes) in den 2D-DIGE-Analysen. Im Folgenden wurde die mitochondriale Lokalisation der vier regulatorischen Enzyme unter Verwendung Epitop-getaggter Varianten nachgewiesen sowie Pda1p in unabhängigen phosphospezifischen Analysen als Target der Phosphorylierung verifiziert. Die Phosphorylierungsstelle von Pda1p konnte massenspektrometrisch dem Serin313 zugeordnet werden. PDH-Aktivitätsmessungen zeigten, dass die Phosphorylierung von Pda1p den PDH Komplex inaktiviert, während eine Dephosphorylierung zur Aktivierung führt. Dabei war der Einfluss der Deletion der PDH Kinasen bzw. der PDH-Phosphatasen unterschiedlich stark ausgeprägt. Während Ppp1p und Ppp2p partiell redundante Funktionen besitzen, lassen die Analysen komplementäre Aktivitäten von Pkp1p und Pkp2p vermuten. Eine physikalische Interaktion der beiden Kinasen wurde in vivo nachgewiesen und deutet auf die Bildung funktioneller Heteromere hin. Durch Analysen in der 2D-BN/SDS-PAGE konnte eine Assoziation der PDH-Kinasen sowie PDH-Phosphatasen mit dem hochmolekularen, etwa 8 MDa großen PDH-Komplex sowie mit PDH-Subkomplexen geringeren Molekulargewichts gezeigt werden. Die Erkenntnisse dieser Arbeit ermöglichten in Verbindung mit denen eigener Vorarbeiten die Erstellung eines Modells zur PDH-Regulation in Saccharomyces cerevisiae. Neben der Aktivitätsregulation durch die von Pkp1p/Pkp2p bzw. Ppp1p/Ppp2p katalysierte Phosphorylierung wird eine Funktion der regulatorischen Enzyme – insbesondere der PDH-Kinasen – an der Assemblierung bzw. Stabilisierung des PDH-Komplexes postuliert. Es konnte somit gezeigt werden, dass in der Hefe ein ähnlicher, aber nicht identischer Regulationsmechanismus vorliegt wie in höheren Eukaryoten. Die zweite Strategie, welche in dieser Arbeit exemplarisch für eine PKase verfolgt wurde, führte zur Identifikation einer bislang unbekannten Funktion der Kinase Sat4p in den Mitochondrien. Es konnte gezeigt werden, dass Sat4p dual lokalisiert in der cytoplasmatischen sowie mitochondrialen Fraktion vorliegt und selbst Target der Phosphorylierung ist. Die Überexpression von Sat4p führte nicht nur zu einem verminderten Wachstum auf nicht fermentierbaren Medien, sondern auch zur Beeinflussung spezifischer mitochondrialer Proteingruppen. Während die Spots der Proteine Pil1p und Lsp1p eine höhere Intensität zeigten, wiesen die Fe/S-Proteine Aco1p und Lys4p eine verminderte „steady-state“-Konzentration auf. Darüber hinaus lagen die Proteine, welche Liponsäure als prosthetische Gruppe tragen (Lat1p, Kgd2p und Gcv3p), im Tet-Sat4-Stamm vorwiegend in ihrer nicht-lipoylierten Form vor. Die Lipoylierungsstellen aller drei Proteine konnten im Wildtyp unter Nutzung von nanoLC-MS/MS erstmals experimentell bestimmt und Lys75 (Lat1p), Lys114 (Kgd2p) bzw. Lys102 (Gcv3p) zugeordnet werden. Die fehlende Lipoylierung der Proteine bzw. die verminderte Proteinkonzentration der Aconitase führte zu einer stark verminderten Aktivität der betroffenen Enzymkomplexe. Neben den in der Literatur beschriebenen putativen Funktionen von Sat4p bei der Regulation cytoplasmatischer Proteine wurde basierend auf den Erkenntnissen der Analysen eine spezifische Funktion der Kinase in den Mitochondrien postuliert. Das Modell schlägt eine Rolle von Sat4p in den späten Schritten der Maturation einer spezifischen Gruppe von mitochondrialer Fe/S-Proteinen vor. Die Beeinträchtigung der Lipoatsynthase Lip5p, welche neben Aco1p und Lys4p ebenfalls zu dieser Gruppe gehört, führt vermutlich sekundär zum beobachteten Verlust der Lipoylierung von Lat1p, Kgd2p und Gcv3p.

Aufgrund der vielfältigen metabolischen Prozesse und Funktionen von Mitochondrien finden durch beide mitochondriale Membranen zahlreiche Transportprozesse statt. Es wird weitgehend angenommen, dass der Transfer von metabolischen Intermediaten durch die äußere Membran von den zahlreichen Porinporen gewährleistet wird. Im Gegensatz dazu sind in der inneren Membran spezifische Transportproteine für die Translokationsprozesse verantwortlich. Neben dem gut untersuchten Porinmolekül (Por1p) gibt es in der Hefe S. cerevisiae unter respiratorischen Bedingungen zwei weitere abundante, aber funktionell unbekannte Proteine in der äußeren Membran von Mitochondrien - Om14p und Om45p -, deren molekular-biologische Charakterisierung Gegenstand dieser Arbeit war. Mit drei unabhängigen Methoden (2D BN - SDS-PAGE, Co-IP und TAP) konnte gezeigt werden, dass die beiden Proteine Om14p und Om45p zusammen mit Por1p einen Proteinkomplex in der äußeren Membran ausbilden, wobei Por1p eine von Om14p und Om45p unabhängige Porenstruktur ausbildet. Bei Bedarf, möglicherweise über Phosphorylierungen signalisiert, binden Om14p und Om45p an diese Struktur, wobei Om45p dabei der direkten Interaktion von Om14p mit Por1p bedarf. Die Identifikation von Interaktionspartnern des Fusionsproteins Om14p-TAP durch Einsatz einer präparativen TAP mit anschließender massenspektrometrischer Analyse sowie die Untersuchungen der Effekte von OM14- und/oder OM45- Gendeletionen auf das mitochondriale Proteom mit einem 2D DIGE-Verfahren führten zur Aufstellung von funktionalen Zusammenhängen des Proteinpaares Om14p/Om45p. Mit Wachstumsuntersuchungen von Deletionsmutanten in Gegenwart von in den Mitochondrien toxisch wirkenden Substanzen sowie durch ein in dieser Arbeit entwickeltes Testverfahren zur Bestimmung des mitochondrialen ATP-Flusses, konnten die funktionalen Hypothesen für die Proteine Om14p und Om45p initial verifiziert werden. Zusammengefasst unterstützen die Daten dieser Arbeit die Idee von einem hochgradig flexiblen System der Mitochondrien, zur Gewährleistung von effizienten Transportvorgängen durch beide Membranen. Eine koordinierte Bindung der Porinpore an die spezifischen Transporter der inneren Membran wird wahrscheinlich durch die Aktivität des Proteinpaares Om14p/Om45p vermittelt. In diesem Zusammenhang könnten beide Proteine als eine Art Lizenzierungsfaktor fungieren und die Positionierung der Porinpore an die entsprechenden Proteine der inneren Membran erzeugen. Dadurch würde ein effektives System für den Austausch von metabolischen Intermediaten und Substraten der mitochondrialen Atmungskette entstehen. Ebenfalls durch diese Arbeit nicht auszuschließen ist die Vorstellung, dass die Proteine Om14p und Om45p einen Einfluss auf die spezifischen Transportproteine der inneren Membran oder die Porinpore der äußeren Membran ausüben. Phosphatrest-Übertragungen, die zu Konformationsänderungen oder Porenöffnungen führen könnten, sind beispielsweise vorstellbar. Die Stoffwechseladaption einer Zelle bei einem diauxic shift ist durch einen verstärkten mitochondrialen Import von Metaboliten, Co-Faktoren und Proteinen sowie häufigerer mitochondrialer Teilungsprozesse charakterisiert. Om14p und Om45p sind bei einem Wechsel zu nicht-fermentativen Bedingungen verstärkt präsent. Diese beiden Proteine könnten der Hefe einen entscheidenden Vorteil bei der Synchronisierung der genannten Prozesse liefern, indem sie eine verbesserte Erreichbarkeit bzw. eine Veränderung der Selektivität von bereitgestellten Kanälen bzw. Transportproteinen in beiden mitochondrialen Membranen bewirken.

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