種子貯蔵タンパク質の集積機構の解析

种子贮藏蛋白积累机制分析

基本信息

批准号：
14740438
负责人：
嶋田知生
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Kyoto University
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 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740438/
关键词：
貯蔵タンパク質種子選別輸送レセプター液胞プロテインボディ細胞内輸送シロイヌナズナ PAC小胞 AtVSR PV72 液胞プロセシング酵素 VPE プロテインボデイ液胞輸送レセプタータンパク質蓄積型液胞

项目摘要

植物の種子には発芽後の成長のために,大量の種子貯蔵タンパク質が液胞内に蓄積している.本研究では,貯蔵タンパク質が短期間に大量集積するメカニズムの解析を行った.貯蔵タンパク質はまず前駆体として小胞体で合成され,液胞に輸送された後にプロセシングされ成熟型として蓄積する.シロイヌナズナ変異体を用いた解析で液胞プロセシング酵素(VPE)が実際に貯蔵タンパク質の成熟化に関っていることをin plantaで初めて証明した.VPEを欠損する変異体では貯蔵タンパク質の成熟化が完全に阻害されていた.また,同様にシロイヌナズナ変異体を用いて,液胞タンパク質の輸送に機能する選別輸送レセプター(VSR)を初めて特定した.AtVSR1欠損シロイヌナズナでは貯蔵タンパク質が前駆体として蓄積し,細胞外へ分泌されていた.さらに,貯蔵タンパク質の輸送に異常を示すシロイヌナズナ変異体を単離し解析した.免疫電子顕微鏡観察の結果,貯蔵タンパク質を細胞外に分泌する系統と,分泌せず細胞内に異常な構造物が形成する系統が見つかった.前者はAtVSR1変異体と同様に貯蔵タンパク質の液胞への選別過程に欠損があると考えられた.後者の構造物は小胞体に由来すると考えられることから,輸送過程の初期に欠損があると考えられた.一部の変異体については原因遺伝子の特定を行い,分裂酵母の液胞タンパク質輸送に関る因子と相同性が見られた。これらの解析により,貯蔵タンパク質の生合成に関わる中心的な因子とともに,その全体像についても明らかにすることができた.

由于发芽后的生长，大量的种子储存蛋白积聚在液泡中。在这项研究中，我们分析了储存蛋白在短时间内积累的机制。首先将储存蛋白合成为内质网中的前体，然后加工并积聚为成熟形式。使用拟南芥突变体的分析表明，液泡加工酶（VPE）实际上参与了储存蛋白的成熟。这首先在planta中证明。缺乏VPE的突变体完全抑制了储存蛋白的成熟。以同样的方式，使用拟南芥突变体来识别在液泡蛋白转运中起作用的分选转运受体（VSR）。在ATVSR1缺乏的拟南芥中，储存蛋白作为前体积累，细胞外分泌。此外，分离并分析了表现出异常转运的拟南芥突变体。分离并分析免疫电源突变体。显微镜观察显示了一条线，细胞外分泌储存蛋白，以及一条在细胞内形成异常结构而不分泌它们的线。就像ATVSR1突变体一样，前者被认为在将存储蛋白分类为液泡的过程中是有缺陷的。后一种结构被认为是源自内质网的，因此被认为在运输过程的早期是有缺陷的。对于某些突变体，鉴定了病因基因，并发现与液泡蛋白转运的因子在裂变酵母中的同源性。这些分析使我们能够阐明整体情况，以及储存蛋白质生物合成的主要因素。