液胞の分化からみた植物器官形成

从液泡分化角度看植物器官的形成

• 批准号: 07270221
• 负责人: 西村 いくこ
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07270221/
• 关键词: 液胞; プロテインボディ; 液胞膜タンパク質; 液胞プロセシング酵素; タンパク質の成熟化; 前駆体タンパク質; 器官特異的発現; αTIP

液胞形成に関わる液胞プロセシング酵素と液胞の機能的な変換における膜タンパク質の変動と主要膜タンパク質の構造解析について下記の成果が得られた.1.細胞が機能的な転換を図ろうとするとき,不要になった細胞内成分の積極的な分解が必須であるが,この選択てきな分解に液胞プロセシング酵素(VPE;Vacuolar processing enzyme)が関わっている可能性を検討した.液胞プロセシング酵素は液胞タンパク質の成熟化に関与する酵素である.アラビドプシスのゲノミックライブラリーから単離した3種類の液胞プロセシング酵素の遺伝子(αVPE,βVPE,γVPE)のプロモーターにGUS遺伝子をつないでシロイヌナズナとタバコに導入し,それぞれの発現様式を解析した.その結果,αVPEとγVPEのプロモーターが老化子葉などの組織で発現していたが,γVPEプロモーターは特に老化が始まる前から強い発現が見られた.一方,βVPEプロモーターは上記の種子細胞の液胞変換時に働いていることが分かった.2.液胞-プロテインボディ相互変換における膜タンパク質の役割を解明する目的で,膜成分の解析を行った.種子細胞において,プロテインボディから液胞への変換が起こる過程で,膜の流動性が上昇すること,またトノプラストのタンパク質が大きく入れ替わることを示した.乾燥種子のプロテインボディに特異的に蓄積する4種類の膜タンパク質(MP23,MP27,MP28,MP32)のcDNAを単離し,それらの構造を明らかにした.MP27とMP32はプロテインボディ膜の内側に表在しているが,一本のポリペプチドとして合成され液胞へ輸送された後に,液胞プロセシング酵素によって2本のタンパク質に分断されることが分かった.一方,MP23とMP28は6つの膜貫通領域を有するα-TIP(tonoplast intrinsic protein)であるが,種子の液胞に特異的なα-TIPの生理学的な機能を解明する目的で,MP23とMP28の2つの膜タンパク質を酵母の液胞膜で発現させることに成功した.

Vacuole formed に masato わ る vacuole プ ロ セ シ ン グ enzyme と vacuole の functionary な variations in に お け る membrane タ ン パ ク qualitative の - primary membrane と タ ン パ ク qualitative の structure に つ い て next record の results が ら very れ た. 1. Cell function of が な planning in を 図 ろ う と す る と き, don't に な っ た cellular composition の positive な decomposition が must で あ る が, こ の sentaku て き な decomposition に vacuole プ ロ セ シ ン グ enzyme (VPE, Vacuolar processing enzyme) が masato わ っ て い る possibility を beg し 検 た. Vacuole プ ロ セ シ ン グ enzyme は vacuole タ ン パ ク qualitative の is matured に masato and す る enzyme で あ る. ア ラ ビ ド プ シ ス の ゲ ノ ミ ッ ク ラ イ ブ ラ リ ー か ら 単 from し た 3 kinds の vacuole プ ロ セ シ ン グ enzyme の heritage 伝 child (alpha VPE, beta VPE, gamma VPE) の プ ロ モ ー タ ー に GUS heritage 伝 son を つ な い で シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ と タ バ コ に import し, そ れ ぞ れ の 発 presently others type を parsing し た. そ の results, alpha VPE と gamma VPE の プ ロ モ ー タ ー が aging cotyledon な ど の organization で 発 now し て い た が, gamma VPE プ ロ モ ー タ ー は, に aging が beginning ま る before か ら strong い 発 が now see ら れ た. On one side, the βVPEプロモ プロモ タ タ タ った った is recorded on the <s:1> seed cell <e:1> when the liquid cell changes, and the に <s:1> て て る る とが とが とが とが part て った is recorded.2. Vacuole - プ ロ テ イ ン ボ デ ィ mutual variations in に お け る membrane タ ン パ ク mass cut を の service interpret す で る purpose, membrane component analytical line を っ の た. Seed cells に お い て, プ ロ テ イ ン ボ デ ィ か ら vacuole へ の variations in が こ で る process, membrane の rising liquidity が す る こ と, ま た ト ノ プ ラ ス ト の タ ン パ ク qualitative が big き く into れ for わ る こ と を shown し た. Dry seeds の プ ロ テ イ ン ボ デ ィ に specific に accumulation す る 4 kinds の membrane タ ン パ ク mass (MP23 MP27, MP28, MP32) の cDNA を 単 し, そ れ ら の tectonic を Ming ら か に し た. MP27 と MP32 は プ ロ テ イ ン ボ デ ィ membrane の medial に table in し て い る が, a の ポ リ ペ プ チ ド と し て Synthetic さ れ vacuole へ conveying さ れ た に, vacuole プ ロ セ シ ン グ enzyme に よ っ て 2 this の タ ン パ ク qualitative に breaking さ れ る こ と が points か っ た. On one side, the MP23とMP28 <s:1> 6 を <s:1> membrane permeation domain を has するα-TIP(tonoplast intrinsic) Protein) で あ る が, seeds の vacuole に specific な alpha TIP の physiology な function を interpret す で る purpose, MP23 と MP28 の 2 つ の membrane タ ン パ ク qualitative を yeast の vacuole membrane で 発 now さ せ る こ と に successful し た.

项目成果

Kinoshita,T: "The sequence and expression of the g-VPE gene,one member of a family of three genes for vacuolar processing enzymes in Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.36. 1555-1562 (1995)

Kinoshita,T：“g-VPE 基因的序列和表达，该基因是拟南芥液泡加工酶三个基因家族的成员之一。”

西村いくこ: "種子タンパク質の合成と集積(1)前駆体の細胞内輸送と液胞内でのプロセシング" 種子のバイオサイエンス(学会出版センター、東京). 65-70 (1995)

Ikuko Nishimura：“种子蛋白的合成和积累（1）前体的细胞内运输和液泡中的加工”Seed Bioscience（东京学会出版中心）65-70（1995）。

西村いくこ: "液胞の機能分化" 細胞工学別冊「植物の分子細胞生物学」(秀潤社、東京). 99-109 (1995)

Ikuko Nishimura：“液泡的功能分化”细胞工程特别版“植物的分子细胞生物学”（Shujunsha，东京）99-109（1995）。

西村いくこ: "種子タンパク質の改変K種子細胞内おけるプロセシングの制御にむけて" 機能性食品の研究(学会出版センター,東京). 244-248 (1995)

Ikuko Nishimura：“种子蛋白的修饰以控制种子细胞的加工”功能性食品研究（东京学会出版中心）244-248（1995）。

西村いくこ: "液胞プロセシング酵素-液胞における前駆体タンパク質のプロセシング-" 生化学(日本生化学会、東京). 67. 372-377 (1995)

Ikuko Nishimura：“液泡加工酶 - 液泡中前体蛋白的加工”生物化学（日本生物化学学会，东京）67. 372-377（1995）。