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.

负责各种液泡功能分子的主动表达，包含储存器官类型和营养器官类型的液泡加工酶（VPE），每个基因都特定于器官和周期性表达。为每个内部内部处理系统获得以下结果。尽管在成熟阶段的种子细胞中存在蛋白质蓄积的液泡，但揭示了蛋白质转运到该液泡的机理，并且涉及该细胞内转运的囊泡被命名为PAC（前体 - 累积）囊泡。 In the detailed analysis of the intravacuolar processing mode of the 100 kDa protein (PV100) contained in PAC vesicles, the storage organ type VPE cleaved six Asn-Gln bonds in PV100, and the bioprotein factor Trypsin It was found that multiple functional molecules are produced, such as inhibitors, Cytotoxic peptides and Vicilin-like storage proteins.由于PV100分子没有胰蛋白酶抑制剂活性，因此VPE诱导的过程与胰蛋白酶相同。还可以证实这对于抑制剂的主动表达至关重要。 VPE分子本身是合成的，是一种非活性前体，但是使用酵母表达系统，据表明，c-末端丙肽的自催化去除，随后去除N末端丙肽对于激活酶的激活至关重要。营养器官型VPE基因在衰老组织和受伤的组织中强烈表达。分析了该VPE的亚细胞定位和功能。使用拟南芥中γVPE的特异性抗体的免疫电子显微镜在受伤的叶片的液泡中显示出信号。此外，在酵母细胞中表达的γVPE显示出活性。以上结果表明，营养器官型VPE在液泡中起活性分子的作用。