Multiforn of γ-Glutamyltransfemse in Higher Plants and Cysteine Recycle

高等植物中γ-谷氨酰转移酶的多种形式及半胱氨酸的回收

• 批准号: 14560052
• 负责人: SEKIYA Jiro
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14560052/
• 关键词: γ-glutamyltransferase; mdish; bound γ-glutamyltransferase; soluble γ-glutamyltransferase; transgenic tobacco; multiform; glutathione catabolism; グルタミル基転移酵素; 可溶性γ-GT; 細胞壁結合性γ-GT

1 Occurrence of two forms of radish γ-glutamyltransferases (GGT; EC.2.3.2.2), soluble and cell wall bound ones, were demonstrated in many plants including radish (Raphanus sativus).2 We cloned three cDNAs (rsggt1, AB098475; rsggt2, AB102676;rsggt3, unregistered) predicted to encode radish soluble GGTs, sequenced them and analyzed their properties. These cDNA seems to encode a heterodimeric type of GGTs homologous to mammalians GGTs.3 These three genes were transcribed by organ and tissue specific manner: rsggt1 was expressed characteristically in immature seeds and cotyledons; rsggt2 in cotyledons, leaves and roots; and rsggt 3 in leaves, roots and immature seeds.4 We transformed tobacco plants with rsggt1 and rsggt2. Transformed tobacco plants grew normally. They developed higher level of GGT activity, although wild type tobacco plants exhibited a very low GGT activity. Expressed GGT activity was found in the bound fraction, although cDNA used encoded soluble radish GGT. To understand this discrepancy remains to be solved in future.5 We purified bound GGTs from radish cotyledons. The bound GGT was a monomeric enzyme unlike soluble GGTs. cDNA was presumed to be highly homologous to Arabidopsis cDNA (AK118068) encoding putative β-1,3-glucanase. Tobacco plants transformed with putative β-1,3-glucanase cDNA exhibited elevated level of GGT activity, but not β-1,3-glucanase.6 We measured thiol compounds in apoplastic space of leaves of transgenic and wild type tobacco plants. Decreased level of glutathione (GSH) and elevated level of cysteinylglycine, a product of GGT reaction, were found in transgenic plants. These findings suggest that cell wall bound GGTs participate in GSH catabolism in apoplastic space.

1 在包括萝卜 (Raphanus sativus) 在内的许多植物中都证明了两种形式的萝卜 γ-谷氨酰转移酶 (GGT；EC.2.3.2.2)（可溶性和细胞壁结合酶）的存在。2 我们克隆了 3 个 cDNA（rsggt1、AB098475；rsggt2、AB102676；rsggt3，未注册），预计编码萝卜 可溶性 GGT，对其进行测序并分析其特性。这些 cDNA 似乎编码与哺乳动物 GGT 同源的异二聚体类型的 GGT。3 这三个基因通过器官和组织特异性方式转录：rsggt1 在未成熟种子和子叶中特征性表达； rsggt2 存在于子叶、叶和根中； rsggt 3 存在于叶子、根和未成熟的种子中。4 我们用 rsggt1 和 rsggt2 转化了烟草植物。转化的烟草植物生长正常。尽管野生型烟草植物表现出非常低的 GGT 活性，但它们仍具有较高水平的 GGT 活性。尽管使用的 cDNA 编码可溶性萝卜 GGT，但在结合部分中发现了表达的 GGT 活性。要了解这一差异仍有待将来解决。5 我们从萝卜子叶中纯化了结合的 GGT。与可溶性 GGT 不同，结合的 GGT 是单体酶。推测该 cDNA 与编码假定的 β-1,3-葡聚糖酶的拟南芥 cDNA (AK118068) 高度同源。用推定的 β-1,3-葡聚糖酶 cDNA 转化的烟草植物表现出 GGT 活性水平升高，但 β-1,3-葡聚糖酶则没有。6 我们测量了转基因和野生型烟草植物叶子质外体空间中的硫醇化合物。在转基因植物中发现谷胱甘肽 (GSH) 水平降低，而 GGT 反应产物半胱氨酰甘氨酸水平升高。这些发现表明细胞壁结合的 GGT 参与质外体空间中的 GSH 分解代谢。