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Anja Christine Hemschemeier

• The unicellular green alga \(\textit {Chlamydomonas reinhardtii}\) is a plant organism that shares many features with its younger relatives, the higher plants. This alga, however, also possesses characteristics that are quite unusual for a eukaryotic photosynthetic organism. It has a complex fermentative metabolism that is marked by the production of hydrogen and formate, catalysed by an iron-hydrogenase coupled to photosynthesis and by the bacterial-type pyruvate formate-lyase, respectively. A sustained anaerobic metabolism is established when \(\textit {C. reinhardtii}\) cells are deprived of sulphur. This study provides deeper insights into this complex metabolism. It arrives at several new conclusions regarding metabolic adjustments that occur in the initial phase of sulphur deprivation, the electron source for hydrogen production and the vital role of the hydrogenase pathway. Furthermore, the remarkable multifarious fermentative system of \(\textit {C. reinhardtii}\) was characterised in genetic and biochemical details.
• Die einzellige Grünalge \(\textit {Chlamydomonas reinhardtii}\) ist ein pflanzlicher Organismus, der seinen jüngeren Verwandten, den höheren Pflanzen, in vielerlei Hinsicht ähnelt. Jedoch besitzt er Charakteristika, die für einen eukaryontischen photosynthetischen Organismus recht ungewöhnlich sind. Unter Schwefelmangel bilden belichtete \(\textit {C. reinhardtii}\)-Zellen einen lang anhaltenden anaeroben Stoffwechsel aus, während dessen Wasserstoff durch eine an die Photosynthese gekoppelte Hydrogenase und Formiat durch das bakterien-typische Enzym Pyruvat-Formiat-Lyase gebildet werden. Diese Arbeit gelangt zu verschiedenen neuen Erkenntnissen bezüglich des komplexen Metabolismus unter Schwefelmangel mit Schwerpunkten auf die physiologischen Anpassungen, die in der ersten Phase der Adaptation erfolgen, der Elektronenquelle für die H2-Produktion und die vitale Rolle der H2-Bildung für die Algen. Weiterhin wurde das außergewöhnlich vielfältige Gärungssystem von \(\textit {C. reinhardtii}\) genetisch und biochemisch analysiert.