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：
10163242
负责人：
西村いくこ
金额：
$ 1.47万
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 (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

様々な液胞の機能分子の活性発現を支配している液胞プロセシング酵素(VPE,Vacuolar processing enzyme)には,貯蔵器官タイプと栄養器官タイプが存在し,それぞれの遺伝子は器官特異的また時期特異的に発現する.各液胞内プロセシング系について下記の結果を得た.登熟期の種子細胞にはタンパク質蓄積型液胞が存在するが,この液胞へのタンパク質の輸送機構を明らかにし,この細胞内輸送に関与する小胞をPAC(Precursor-Accumulating)小胞と命名した.PAC小胞に含まれている100kDaのタンパク質(PV100)の液胞内プロセシングの様式を詳細に解析した結果,貯蔵器官タイプVPEがPV100中の6箇所のAsn-Gln結合を切断し,生体防御因子であるTrypsin inhibitorやCytotoxic peptideそしてVicilin様貯蔵タンパク質といった複数の機能分子を生成していることが分かった.PV100分子はtrypsin inhibitor活性を持たないことから,VPEによるプロセスがTrypsin inhibitorの活性発現に必須であることも確認された.VPE分子自体も不活性な前駆体として合成されるが,自己触媒的にC末端側のプロペプチドの除去とそれに続くN末端側のプロペプチドの除去が酵素の活性化に必須であることを酵母の発現系を用いて解明した.栄養器官型のVPE遺伝子は老化組織や傷害を受けた組織で強く発現する.このVPEの細胞内局在性と機能について解析した.シロイヌナズナのγVPEの特異抗体を用いた免疫電顕より,傷害葉の液胞にシグナルを認めた.また,酵母細胞で発現させたγVPEが活性を示した.以上の結果より,栄養器官型VPEが活性を持った分子として液胞で機能していることが明らかになった.

液泡加工酶（VPE，Vacuolarprocessing酶）控制着各种液泡功能分子的活性表达。酶），有贮藏器官类型和营养器官类型，每种基因都以器官特异性和时期特异性的方式表达。针对每个液泡处理系统获得以下结果。成熟阶段的种子细胞具有蛋白质-积累的液泡，我们已经阐明了蛋白质转运到这些液泡中的机制，并研究了参与这种细胞内转运的小分子。我们将这种囊泡命名为PAC（Precursor-Accumulated）囊泡。通过对PAC囊泡中所含的100kDa蛋白（PV100）的液泡内加工方式进行详细分析，我们发现其储存器官类型VPE是生物防御因子胰蛋白酶（Trypsin）。，裂解六个 Asn-Gln 键研究发现，可产生多种功能分子，如抑制剂、细胞毒性肽和豌豆球蛋白样储存蛋白。由于 PV100 分子不具有胰蛋白酶抑制剂活性，因此已知 VPE 过程会产生胰蛋白酶样储存蛋白。还证实了VPE分子本身对于抑制剂活性的表达是必需的。虽然VPE分子本身是作为无活性前体合成的，但C端的前肽被自催化去除，随后N端的前肽被去除使用酵母表达系统，我们发现去除 VPE 对于激活该酶至关重要。我们使用拟南芥γVPE特异性抗体分析了该VPE的细胞内定位和功能，结果显示表达的γVPE在受损叶片的液泡中显示出活性。上述结果表明营养器官型VPE具有活性。液泡中的分子。