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: 08262220
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08262220/
• 关键词: 器官特異的発現; 液胞の分化; 分解型液胞; タンパク質蓄積型液胞; プロテインボディ; α-TIP; 液胞膜タンパク質; 液胞プロセシング酵素

高等植物の分化の柔軟性は細胞やオルガネラの分化転換能力に起因していると考えられる.中でも形態的にも機能的にも大きく変動する液胞に着目して,植物の器官の可変性を細胞内のオルガネラの可変性としてとらえて器官代謝機能の転換について理解を深めようとしている.高等植物の液胞は,タンパク質蓄積型の液胞(Protein-Storage Vacuoles)と分解型の液胞(Lytic Vacuoles)に分けられているが,種子の子葉細胞の液胞を登熟期から発芽・成長・老化期と形態的に追っていくと,2種類の液胞が互いに連続的に変換する可能性が示唆される.この変換時にはAutophagic engulfmentが形態観察から窺えるが,この機構をさらに明らかにするために,液胞膜タンパク質(α-TIP,γ-TIP,PPase,ATPase)の抗体を用いた免疫電顕を行った.その結果,発芽カボチャ子葉において,タンパク質蓄積型液胞から分解型液胞への変換期の液胞内部にH^+-PPaseを持った膜成分が頻繁に検出され,Autophagic engulfmentが起こっていることが示唆された.また,登熟期のカボチャ子葉でもタンパク質蓄積型液胞による細胞質や分解型液胞の取り込みが観察された.このように植物細胞が大きく変動するとき,あるいは死に向かうときには不要になった細胞内成分の積極的な分解が必須となるが,この際の速やかな分解には,液胞内の分解系が機能していると考えられる.本年度は,タンパク質蓄積型液胞と分解型液胞のそれぞれに特異的な液胞プロセシング酵素が存在し,機能分担している可能性を解明した.即ち,タンパク質蓄積型液胞の液胞プロセシング酵素は蓄積されるべきタンパク質の成熟化に関与し,一方分解型液胞で働く酵素は分解装置の活性発現に関与していることが示唆された.

The flexibility of differentiation in higher plants and the ability of differentiation and transformation in cell growth are the causes. In the middle of the body, the function of the organ changes greatly, the cell changes, the organ changes, the cell changes, the metabolic function of the organ changes, the understanding is deep. In higher plants, there are two types of vacuoles: Protein-Storage Vacuoles and Lytic Vacuoles. In seed cotyledon cells, there are three types of vacuoles: germination, growth, aging and morphology. This time, Autophagic engulfment is used for morphological observation, observation, mechanism, and immune response to antibodies against cellular membrane proteins (α-TIP,γ-TIP,PPase,ATPase). As a result, H^+-PPase was found frequently in the membrane components of the cytoplasm accumulation type and decomposition type. Autophagic entrapment was found frequently in the cytoplasm. During the maturation period, the cotyledons were harvested from cytoplasmic accumulation type cells and cytoplasmic decomposition type cells. The active decomposition of intracellular components is necessary, and the rapid decomposition of intracellular components is functional. This year, the existence of specific cytosolic enzymes and the possibility of functional sharing between cytosolic accumulation type and cytolytic type have been clarified. That is to say, the accumulation of enzymes in cytoplasm accumulation type cells is related to the maturation of cytoplasm, and the decomposition of enzymes in one decomposition type cells is related to the activity development of enzyme decomposition devices.

项目成果

西村いくこ: "液胞の機能発現に関わる液胞プロセシング酵素" 蛋白質・核酸・酵素,増刊号「プロテオリシス-蛋白質分解の分子機構とバイオロジー」(共立出版,東京)67. 印刷中 (1997)

Ikuko Nishimura：“参与液泡功能表达的液泡加工酶”蛋白质、核酸和酶，特刊“蛋白质分解 - 蛋白质降解的分子机制和生物学”（Kyoritsu Shuppan，东京）67。印刷中（1997 年）

西村いくこ: "種子タンパク質の成熟化のためのカスケード機構の解析" 大豆たん白質栄養研究会会誌(大豆たん白質栄養研究会、京都). 17. 1-5 (1996)

Ikuko Nishimura：“种子蛋白成熟的级联机制分析”大豆蛋白营养研究会杂志（大豆蛋白营养研究会，京都）17. 1-5（1996）。

Koumoto,Y.: "Isolation and characterization of a cDNA encoding mitochondrial chaperonin 10 from Arabidopsis thaliana by functional complementation of an E.coli mutant." Plant J.10. 1119-1125 (1996)

Koumoto,Y.：“通过大肠杆菌突变体的功能互补，从拟南芥中分离编码线粒体伴侣蛋白 10 的 cDNA，并对其进行表征。”

Hiraiwa,N.: "An aspartic proteinase is involved in the maturation of storage proteins in concert with the vacuolar processing enzyme." Eur.J.Biochem.(印刷中). (1997)

Hiraiwa, N.：“天冬氨酸蛋白酶与液泡加工酶一起参与储存蛋白的成熟。”（出版中）。

I.Hara-Nishimura: "Handbook of Proteolytic enzymes,edited by A.J.Barrett(Academic Press,London,UK)" Asparaginyl endopeptidase(印刷中), (1997)

I. Hara-Nishimura：“蛋白水解酶手册，A. J. Barrett 编辑（学术出版社，伦敦，英国）”天冬酰胺酰内肽酶（印刷中），（1997 年）