高等植物におけるペルオキシソーム形成の制御機構の解明

阐明高等植物过氧化物酶体形成的控制机制

• 批准号: 16770038
• 负责人: 真野 昌二
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16770038/
• 关键词: シロイヌナズナ; ペルオキシソーム; apm変異体; GFP; オルガネラ; PEROXIN (PEX); タンパク質輸送; 膜タンパク質; イロシヌナズナ; ペルオキシソーム形成

本年度は、既に取得しているapm変異体のうちapm2変異体とapm4変異体の解析を行った。両変異体では、GFP蛍光がペルオキシソームとサイトソルで観察されることから、ペルオキシソームへのタンパク質輸送におけるPTS1輸送の効率が低下していると考えられる。さらに、apm2、apm4変異体ともに別のタンパク質輸送経路であるPTS2の効率も低下していた。両変異体は生長抑制を示し、発芽にはショ糖要求性を示し、2,4-DBに対しても耐性を示すことから、β酸化系の活性が低下していることが明らかとなった。マップベースクローニングの結果、apm2変異体とapm4変異体の原因遺伝子はA3g07560遺伝子とA3g04460遺伝子であることが明らかとなった。A3g07560遺伝子とA3g04460遺伝子は、それぞれペルオキシソーム形成に関わるペルオキシンのひとつであるPEX13とPEX12に相同性のあるタンパク質をコードしている。apm2変異はPEX13のC末に存在するSrc homology 3領域にストップコドンを生じさせ、apm4変異はPEX12の170番目のアルギニンをリジンに置換させることが明らかとなった。APM2/PEX13あるいはAPM4/PEX12とGFPとの融合遺伝子を植物細胞で発現させたところ、ともにペルオキシソーム膜でGFP蛍光が観察された。さらに、PEX13に対して作製した特異抗体も膜画分にPEX13タンパク質を検出した。また、酵母2ハイブリッド実験から、PEX13はPTS2レセプターであるPEX7と結合すること、apm2、apm4両変異体ではPTS1レセプターであるPEX5の局在が乱されることが分かり、これらの結果から、APM2/PEX13とAPM4/PEX12がペルオキシソーム膜上でPTS1、PTS2両輸送経路に関与していることを示された。

今年，我们分析了已经获得的APM突变体的APM2和APM4突变体。在这两个突变体中，在过氧化物酶体和细胞质中都观察到GFP荧光，这可能会降低PTS1转运在蛋白质转运到过氧化物酶体中的效率。此外，APM2和APM4突变体都降低了另一种蛋白质转运途径PTS2的效率。两个突变体均表现出抑制生长，蔗糖对发芽的需求以及对2,4-DB的耐受性，表明β-氧化系统的活性降低。基于地图的克隆表明APM2和APM4突变体的致病基因是A3G07560和A3G04460基因。 A3G07560和A3G04460基因编码与PEX13和PEX12同源的蛋白质，分别是过氧化物酶体形成的过氧蛋白之一。据显示，APM2突变导致终止密码子发生在位于PEX13的C端的SRC同源3区域中，并且APM4突变将用赖氨酸的PEX12位置170代替精氨酸。当在植物细胞中表达APM2/PEX13或APM4/PEX12和GFP之间的融合基因时，在两个过氧化物酶体膜中都观察到GFP荧光。此外，在PEX13的膜馏分中还检测到针对PEX13产生的特异性抗体。 Furthermore, yeast two-hybrid experiments showed that PEX13 binds to PTS2 receptor PEX7, and that both apm2 and apm4 mutants disrupt the localization of PTS1 receptor PEX5, and these results showed that APM2/PEX13 and APM4/PEX12 are involved in the PTS1 and PTS2 transport pathways on the peroxisome membrane.

项目成果

ペルオキシソーム

过氧化物酶体

• 发表时间: 2006
• 期刊: 細胞工学シリーズ22「新版 植物細胞を観る実験プロトコール」 (印刷中)
• 作者: Liu;H.;Kawabe;A.;Matsunaga;S.et al.;長澤 和也;真野 昌二
• 通讯作者: 真野 昌二

Plant peroxisomes

• DOI: 10.1016/s0083-6729(05)72004-5
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: PLANT HORMONES
• 作者: Mano, S;Nishimura, M
• 通讯作者: Nishimura, M