液胞プロセシング酵素による高等植物の細胞内分解の制御機構

高等植物细胞内液泡加工酶降解的控制机制

基本信息

批准号：
09267241
负责人：
西村いくこ
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高等植物の液胞は,貯蔵器官のタンパク質蓄積型液胞(PSV:Protein-storage vacuoles)と栄養器官の分解型液胞(LV:Lytic vacuoles)に分けられている.液胞プロセシング酵素(VPE:Vacuolar Processing Enzyme)はこれらの液胞に局在する様々なタンパク質の成熟化に関与している酵素で,新規のシステインプロテイナーゼのファミリーを形成しているが,このファミリーはさらに2つのサブファミリーに分けられる.これまでの結果から,一方はPSVで,他方はLVで機能していることが分かってきた.本年度は,下記の2つの研究成果を得た.1.VPE自身の活性発現機構ヒマVPE遺伝子を酵母細胞内で発現させると,不活性な前駆体として合成され,液胞に細胞内輸送された後,プロペプチドの除去によって活性を持った成熟型に変換することが分かった。次いで,変異VPEを発現させ,活性に必須なCys残基やHis残基の同定を行った.必須残基をGly残基に入れ換えた不活性な前駆体を発現させた場合,前駆体から成熟型への変換が全くみられなくなった.即ち,活性を持った成熟型への変換は,自己触媒的に起こることが分かった.この結果は,VPEの活性化に関与する他の因子は存在せず,液胞タンパク質の成熟化を制御しているのはVPEそのものであることを強く示唆している.2.栄養器官型液胞におけるVPEの機能の解明アラビドプシスの3種類のVPE(αVPE,βVPE,γVPE)遺伝子のプロモーターにGUS遺伝子をつないでシロイヌナズナとタバコに導入し,それぞれの発現様式を解析した。その結果,βVPE遺伝子が種子に特異的に発現しているのに対し,αVPEとγVPEの遺伝子は葯や葉などの栄養器官の老化部位や傷害を受けた部位に発現してくることが認められた.γVPEとαVPEの遺伝子はいずれも栄養器官の細胞死に向かう組織のLVで機能していると考えられる.

高等植物中的液泡分为储存器官中的蛋白质储存液泡（PSV）和营养器官中的裂解液泡（LV）。液泡加工酶（VPE）酶）是一种参与这些液泡中各种蛋白质成熟的酶，形成了一个新的半胱氨酸蛋白酶家族，从目前的结果来看，它可以进一步分为两个亚家族，一个在 PSV 中发挥作用，另一个亚家族。正在 LV 中运行。今年，我们获得了以下两个研究成果： 1. VPE自身的活性表达机制当蓖麻VPE基因在酵母细胞中表达时，它被合成为无活性的前体，并被发现在细胞内转运至囊泡后，通过去除前肽将其转化为活性成熟形式。接下来，我们表达了突变的VPE并鉴定了其活性所必需的Cys和His残基。当我们表达其中必需残基被Gly残基取代的无活性前体时，成熟的成熟形式换句话说，发生了向活性成熟形式的转化。该结果表明，VPE 的激活涉及其他因素不存在，强烈表明VPE本身控制着液泡蛋白的成熟。 2.阐明VPE在营养器官型液泡中的功能拟南芥中的三种类型的VPE（GUS基因连接到VPE的启动子上）。将αVPE、βVPE、γVPE)基因导入拟南芥和烟草中，并分析其表达模式。结果发现，βVPE基因在种子中特异性表达，而αVPE和γVPE基因在营养器官如花药和叶的老化或受损区域中表达。γVPE和αVPE基因都被认为在种子中发挥作用。 LV，一种在营养器官中经历细胞死亡的组织。