高等植物におけるペルオキシソーム形成の分子機構

高等植物过氧化物酶体形成的分子机制

• 批准号: 14740445
• 负责人: 真野 昌二
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740445/
• 关键词: ペルオキシソーム; ミトコンドリア; 葉緑体; apm変異体; ダイナミン; ペルオキシン; オルガネラ分化; シロイヌナズナ; GFP; オルガネラ分裂; ペルオキシソーム形成; マッピング; ペルオキシソーム; ミトコンドリア; 葉緑体; apm変異体; ダイナミン; ペルオキシン; オルガネラ分化; シロイヌナズナ; GFP; オルガネラ分裂; ペルオキシソーム形成; マッピング

今年度は、昨年度までに取得したapm(aberrant peroxisome mrophology)変異体のうち、APM1遺伝子がコードしているダイナミンタンパク質(DRP3A : Dynamin-related protein 3A)の解析と他のapm変異体の原因遺伝子の同定を行った。apm1変異体では、ペルオキシソームとミトコンドリアという2つのオルガネラが形態異常を示し、葉緑体の形態は影響を受けない。しかしながら、その原因遺伝子がコードするAPM1/DRP3Aタンパク質は韓国のグループによって、葉緑体に局在しチラコイド膜の形成に関与するとされていた。そこで、Particle bombardment法により細胞内局在性の検討を行った結果、APM1/DRP3Aタンパク質はペルオキシソームとミトコンドリアとは共局在を示すものの、葉緑体には局在しなかった。また、電子顕微鏡観察により葉緑体の内部構造を調べたところ、チラコイド膜を含め、その構造はapm1変異体と野生型では差がなかった。これらの結果は、APM1/DRP3Aタンパク質は、ペルオキシソームとミトコンドリアの分裂には関与するが、葉緑体の分裂には関与しないことを示している。新たに得られたapm1変異体のアリルにおける変異部位と表現型を検討したところ、GFPの結合部位にアミノ酸置換を生じさせるような変異をもつアリルは著しい表現型を示すことから、DRP3AにおけるGTP結合部位がダイナミンの機能に重要であることが明かとなった。他のapm変異体の原因遺伝子を同定するために、CAPSとSSLP法を行った結果、APM2遺伝子は、ペルオキシソーム形成に関わる因子の一つPEX13(PEROXIN13)タンパク質をコードしていることが明らかとなった。また、このapm2変異体では、PTS1輸送だけでなくPTS2輸送の効率も低下していることが明らかとなり、PEX13タンパク質は両輸送経路に共通な因子として機能することが示された。

今年，我们分析了由APM基因（DRP3A：Dynamin相关蛋白3A）在APM中编码的Dynamin蛋白（DRP3A：动力蛋白相关的蛋白3A）（在去年获得的APM（异常过氧化物MROPHology）突变体之间，并确定了其他APM突变体的致病基因。在APM1突变体中，两个细胞器，过氧化物酶体和线粒体，表现出形态异常，叶绿体形态不受影响。然而，据说由致病基因编码的APM1/DRP3A蛋白局部与叶绿体局部，并参与了韩国群体的形成类囊体膜。因此，我们使用粒子轰击方法研究了亚细胞定位，发现尽管APM1/DRP3A蛋白与过氧化物酶体和线粒体共定位，但它并未定位于叶绿体。此外，当我们通过电子显微镜研究叶绿体的内部结构时，APM1突变体和野生型之间的结构没有差异，包括类囊体膜。这些结果表明，APM1/DRP3A蛋白参与过氧化物酶体和线粒体分裂，但不参与叶绿体分裂。当我们研究新获得的APM1突变体等位基因中的突变位点和表型时，在GFP的结合位点引起氨基酸取代的突变等位基因表现出重要的表型，表明DRP3中的GTP结合位点对于动力蛋白的功能很重要。为了鉴定其他APM突变体，CAPS和SSLP方法的致病基因，并发现APM2基因编码PEX13（Peroxin13）蛋白，这是过氧化物酶体形成所涉及的因素之一。此外，据显示，在该APM2突变体中，PTS2转运以及PTS1转运的效率降低，表明PEX13蛋白是两种运输途径的共同因素。