液胞タンパク質のプロセシングに着目した機能性食品設計法の開発

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植物貯蔵タンパク質はいずれも、登熟中の種子細胞の粗面小胞体でプレプロ型前駆体として合成され、シグナルペプチドの切断によってプロ型前駆体となり、液胞に輸送された後に成熟型タンパク質に変換されることを明かにしてきた。植物由来のアレルゲンの一つとして報告されているヒマ種子の2Sタンパク質と類似性のあるタンパク質は高等植物の種子に広く分布している。このタンパク質の登熟種子細胞中での生合成を調べた結果。主要な貯蔵タンパク質との同様の過程を経て合成され、液胞に蓄積されることが解った。即ち、登熟期の種子ではこのような生体にとって有害となるタンパク質も貯蔵タンパク質と同様の経路で合成輸送され、液胞に蓄積されるのである。液胞に輸送されてくる前駆体タンパク質のプロセシングに関与する酵素(液胞プロセシング酵素)をヒマ種子より単離精製することに成功し、これを用いてこの酵素の基質特異性を調べたところ、本酵素が貯蔵タンパク質のみならず、2Sタンパク質をはじめとする他の種子タンパク質の前駆体をもプロセスして成熟型に変換することが解った。また本酵素は基質タンパク質分子の表面に露出しているアスパラギン残基を認識して、そのC末端側を切断することが明かとなった。液胞内プロセシングの機構をさらに詳しく調べるために、精製酵素を抗原としてウサギで抗体せ作製した。この抗体を用いたイムノデロティングおよび合成ペプチドを用いたプロセシング活性の測定から液胞プロセシング酵素の植物界での分布を調べた結果、登熟後期の種子この酵素が最も多く存在するが、種子以多の緑葉などにはほとんど検出できなかった。本酵素のcDNAを単離するために本酵素の登熟ヒマ種子胚乳より調製したpoly(A)_+RNAを基にcDNAライブラリーを作製した。スクリーニングに用いるプローブ作製のため、本酵素の一部のアミノ酸配列を決定することを試みた。本酵素はN末端がブロックされているので、BrCN切断にによって生じたpeptideのアミノ酸配列を決定した。この配列を基にしてオリゴDNAを合成し、これによるスクリーニングと液胞プロセシング酵素に対する特異抗体を用いてのスクリーニングを試みている。