Studies on novel functions of plant peroxisomes

植物过氧化物酶体新功能的研究

基本信息

批准号：
18370021
负责人：
NISHIMURA Mikio
金额：
$ 10.81万
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 Scientific Research (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

1) Almost all of the peroxisomal matrix proteins are known to contain one of two targeting signals(PTS1 and PTS2) within the molecules. We identified 256 gene candidates of PTS1- and PTS2- containing proteins and another 30 genes of non-PTS-containing proteins from Arabidopsis genome. Custom-made DNA microarray covering all these genes was used to investigate expression profiles of the peroxisomal genes in various organs.2) Bioinfomatic analysis of Arabidopsis genome predicted the presence of 15kinds of genes, called PEX genes, for peroxisomal biogenesis factors. We comprehensively investigated whether or not these predicted PEX genes function in peroxisome biogenesis by generating knock-down mutants that suppress PEX gene expression by RNA-interference. Phenotypes of these mutants allowed us to identify the functional PEX genes, which can be classified into two groups, i.e. PEX genes regulating for peroxisomal morphology and PEX genes regulating for peroxisomal protein import.3) To clarify the function of root peroxisomes, we characterized a peroxisomal polyamine oxidase, AtPAO4 gene that is expressed in roots of Arabidopsis thaliana. This indicates that root peroxisomes are involved in polyamine metabolism.4) We also made a two-dimensional protein map of glyoxysomes isolated from soybean. Peptide MS fingerprinting analyses allowed us to identify novel proteins existing in either glyoxysomes. Some of these proteins contain no obvious PTS1 and PTS2. Combination of the transcriptomic and proteomic analyses is providing us with a new insight into plant peroxisomal functions.

1) 已知几乎所有过氧化物酶体基质蛋白的分子内都含有两种靶向信号（PTS1 和 PTS2）之一。我们从拟南芥基因组中鉴定了 256 个含有 PTS1 和 PTS2 的蛋白质候选基因以及另外 30 个不含 PTS 的蛋白质基因。利用覆盖所有这些基因的定制DNA微阵列来研究过氧化物酶体基因在各个器官中的表达谱。2)拟南芥基因组的生物信息学分析预测了15种过氧化物酶体生物发生因子基因的存在，称为PEX基因。我们通过产生通过 RNA 干扰抑制 PEX 基因表达的敲低突变体，全面研究了这些预测的 PEX 基因是否在过氧化物酶体生物合成中发挥作用。这些突变体的表型使我们能够鉴定出功能性 PEX 基因，这些基因可分为两类，即调节过氧化物酶体形态的 PEX 基因和调节过氧化物酶体蛋白输入的 PEX 基因。 3）为了阐明根过氧化物酶体的功能，我们表征了根过氧化物酶体的功能。过氧化物酶体多胺氧化酶 AtPAO4 基因在拟南芥根中表达。这表明根过氧化物酶体参与多胺代谢。4)我们还制作了从大豆中分离的乙醛酸酶体的二维蛋白质图谱。肽 MS 指纹分析使我们能够识别任一乙醛酸体中存在的新蛋白质。其中一些蛋白质不包含明显的 PTS1 和 PTS2。转录组学和蛋白质组学分析的结合为我们提供了对植物过氧化物酶体功能的新见解。