酵母の液胞タンパク質の局在化と液胞形態形成に関与する遺伝子の解析

酵母液泡蛋白的定位和液泡形态发生相关基因的分析

基本信息

批准号：
07760089
负责人：
竹川薫
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

動物細胞において、ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3-キナーゼ)は細胞増殖やシグナル伝達経路に重要な役割を果していることが明らかになりつつある。一方、出芽酵母においては液胞タンパク質輸送に必須な遺伝子であるVPS34遺伝子がPI3-キナーゼをコードしており、本酵素活性が出芽酵母の液胞タンパク質輸送に重要であることを申請者らは明らかにしている。そこで細胞増殖形態などがより高等生物に近いとされる分裂酵母のPI3-キナーゼ遺伝子の検索を行い、本遺伝子が液胞タンパク質輸送、液胞形態にどのような影響を及ぼしているかについて解析を行った。分裂酵母PI3-キナーゼホモログ遺伝子をゲノムライブラリーからPCR法を用いて単離した。アミノ酸配列の決定を行ったところ、本遺伝子は出芽酵母VPS34遺伝子と極めて高いホモロジーを有していた(43%同一アミノ酸)。。本遺伝子を破壊した場合には細胞内のPI3-キナーゼ活性が完全に消失したことから、本遺伝子が分裂酵母のPI3-キナーゼ遺伝子であることを確認した。本酵素は出芽酵母のPI3-キナーゼと同様にPIに特異的に作用し、PI3-キナーゼ阻害剤であるワ-トマニンに非感受性であった。分裂酵母PI3-キナーゼ遺伝子破壊株の液胞は野生株とは異なり、極大化した大きな液胞形態を有していることから、本酵素活性が液胞形態形成に重要な役割を果たしていることが明らかになった。さらに分裂酵母内で出芽酵母Vps34タンパクを発現させたところ、出芽酵母PI3-キナーゼは分裂酵母PI3-キナーゼ欠損により生ずる種々の表現形を相補可能であることが明らかになった。今回の科研費に基づいた実験から、出芽酵母及び分裂酵母のPI3-キナーゼはタンパク的にも機能的にも極めて類似していることが示された。

在动物细胞中，磷脂酰肌醇 3-激酶（PI3-激酶）在细胞增殖和信号转导途径中发挥着重要作用，这一点正变得越来越清楚。另一方面，在酿酒酵母中，VPS34基因是液泡蛋白质运输所必需的基因，其编码PI3激酶，并且申请人揭示了这种酶活性对于我正在研究的酿酒酵母中的液泡蛋白质运输很重要。它。因此，我们在裂殖酵母中寻找PI3激酶基因，据说其细胞生长形态更接近高等生物，并分析了该基因如何影响液泡蛋白运输和液泡形态。使用 PCR 从基因组文库中分离裂殖酵母 PI3 激酶同源基因。确定氨基酸序列后，该基因与酿酒酵母VPS34基因具有极高的同源性（氨基酸43%相同）。。当该基因被破坏时，细胞内PI3激酶活性完全消失，证实该基因是裂殖酵母PI3激酶基因。该酶特异性作用于 PI，如酿酒酵母的 PI3 激酶，并且对 PI3 激酶抑制剂渥曼青霉素不敏感。裂殖酵母PI3激酶基因破坏菌株的液泡与野生型菌株的不同之处在于它们具有最大的液泡形状，这表明该酶活性在液泡形态发生中起着重要作用。此外，通过在裂殖酵母中表达酿酒酵母Vps34蛋白，发现酿酒酵母PI3激酶可以补充裂殖酵母PI3激酶缺陷引起的各种表型。基于此项科学研究资助的实验表明，酿酒酵母和裂殖酵母的 PI3 激酶在蛋白质和功能上都极其相似。