液胞プロセシング酵素による高等植物の細胞内分解の制御機構

高等植物细胞内液泡加工酶降解的控制机制

基本信息

批准号：
08278237
负责人：
西村いくこ
金额：
$ 1.34万
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

项目摘要

高等植物の液胞プロセシング酵素(VPE;Vacuolar processing enzyme)は,様々な液胞タンパク質の成熟化に関与している酵素である.最近,栄養器官型のVPEが老化或いは退化していく組織に強く発現することが分かってきた.老化時には細胞内成分の分解のために様々な加水分解酵素が発現誘導されてくることが知られているが,中でも最も良く研究されているシステインプロテナーゼの場合,不活性な前駆体として合成された後,翻訳後のプロセシングにより活性化することが知られている.このプロセシング様式が,Asparagine残基のカルボキシル基側を特異的に切断するという本酵素の基質特異性に符号することから,VPEがこれらのシステインプロテイナーゼの活性化を伴う成熟化に関与していることが示唆された.一方,この細胞内分解機構の鍵酵素となるVPE自身も不活性型として生合成されることから,その活性化機構を解析するため,酵母細胞でVPE前駆体の野性型と変異型を発現させた.VPEは新規のプロテイナーゼであることから活性中心自体が不明であるので,保存領域のシステイン残基とヒスチジン残基に変異を入れたものを酵母で発現させ活性中心の同定を行った.その結果,活性中心を潰したVPE前駆体を発現させた場合のみ,不活性型VPEから活性型への変換が抑制されたことから,VPE分子の活性化は,自己触媒によるプロ領域の除去によるものであることが判明した.即ち,死に向かう細胞内で発現誘導されるVPEは自己限定分解によって活性型に変換し,この活性型VPEが液胞内加水分解酵素の活性発現を制御していることが明らかとなった.

高等植物酶中的液泡加工酶（VPE）是参与各种液泡蛋白成熟的酶。最近，已经发现，VPE是一种营养器官，在衰老或退化的组织中强烈表达。众所周知，各种水解酶在衰老过程中的细胞内成分降解中表达，但是在最研究的半胱氨酸蛋白酶的情况下，已知它被合成为无活性前体，然后通过后传输后处理激活。这种处理模式表示该酶的底物特异性，该酶特异性地裂解了天冬酰胺残基的羧基侧，这表明VPE与这些半胱氨酸蛋白酶的激活有关成熟。另一方面，它是这种细胞内降解机制的关键酶。由于VPE本身是一种非活性形式的生物合成，为了分析其激活机制，因此在酵母细胞中表达VPE前体的野生和突变形式。由于VPE是一种新颖的蛋白酶，因此活性中心本身是未知的，因此我们在酵母中保守区域的半胱氨酸和组氨酸残基中表达突变，以识别活性中心。结果，只有在表达带有活性中心的VPE前体的VPE前体时，无效VPE转化为活动形式，并发现VPE分子的激活是由自催化去除Pro区域引起的。换句话说，在细胞向死亡中表达的VPE通过自限值降解转化为活性形式，并且该活性VPE调节了血管内水解酶的活性表达。