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

• 批准号: 10163242
• 负责人: 西村 いくこ
• 金额: $ 1.47万
• 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 (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10163242/
• 关键词: 液胞プロセシング酵素; タンパク質蓄積型液胞; 種子タンパク質; システインプロテイナーゼ; 酵母; 分解型液胞; 活性発現機構; トリプシンインヒビター

様々な液胞の機能分子の活性発現を支配している液胞プロセシング酵素(VPE,Vacuolar processing enzyme)には,貯蔵器官タイプと栄養器官タイプが存在し,それぞれの遺伝子は器官特異的また時期特異的に発現する.各液胞内プロセシング系について下記の結果を得た.登熟期の種子細胞にはタンパク質蓄積型液胞が存在するが,この液胞へのタンパク質の輸送機構を明らかにし,この細胞内輸送に関与する小胞をPAC(Precursor-Accumulating)小胞と命名した.PAC小胞に含まれている100kDaのタンパク質(PV100)の液胞内プロセシングの様式を詳細に解析した結果,貯蔵器官タイプVPEがPV100中の6箇所のAsn-Gln結合を切断し,生体防御因子であるTrypsin inhibitorやCytotoxic peptideそしてVicilin様貯蔵タンパク質といった複数の機能分子を生成していることが分かった.PV100分子はtrypsin inhibitor活性を持たないことから,VPEによるプロセスがTrypsin inhibitorの活性発現に必須であることも確認された.VPE分子自体も不活性な前駆体として合成されるが,自己触媒的にC末端側のプロペプチドの除去とそれに続くN末端側のプロペプチドの除去が酵素の活性化に必須であることを酵母の発現系を用いて解明した.栄養器官型のVPE遺伝子は老化組織や傷害を受けた組織で強く発現する.このVPEの細胞内局在性と機能について解析した.シロイヌナズナのγVPEの特異抗体を用いた免疫電顕より,傷害葉の液胞にシグナルを認めた.また,酵母細胞で発現させたγVPEが活性を示した.以上の結果より,栄養器官型VPEが活性を持った分子として液胞で機能していることが明らかになった.

VPE (Vacuum processing enzyme), which controls the activation of functional molecules in cells, exists in both storage and nurturing organs, and is expressed at specific times in specific organs. The results of the study were obtained from the results of the study. The accumulation of cytoplasm in seed cells at ripening stage was observed, and the mechanism of cytoplasm transport in these cytoplasm cells was investigated. A detailed analysis of the intracellular structure of PAC cells containing 100kDa protein (PV100) showed that Asn-Gln binding was cut off in 6 of the storage organs in PV100. Biological defense factor, Trypsin inhibitor, Cytotoxic peptide, Vicilin, storage and production of multiple functional molecules, PV100 molecule, Trypsin inhibitor activity, VPE molecules are not active in the synthesis of their precursors, but are catalytic in the removal of Trypsin inhibitors from the C-terminal side. VPE genes of the trophic organotype are strongly expressed in aging tissues and damaged tissues. This VPE is an intracellular function. The specific antibody of γ-VPE was used in the immune response, which could damage the cells of leaves. Yeast cells were found to have γVPE activity. As a result, VPE is active in the maintenance of organotopic VPE and has cellular functions.

项目成果

I.Hara-Nishimura: "Asparaginyl endopeptidase." Handbook of Proteolytic Enzymes(Academic Press,London,UK). 746-749 (1998)

I.Hara-Nishimura：“天冬酰胺酰内肽酶。”

西村いくこ: "種子ができるとき - 変身する液胞" 植物の成長 遺伝子から何が見えるか(クバプロ,東京). 23-31 (1998)

Ikuko Nishimura：“当种子形成时 - 转化液泡”植物生长：我们可以从基因中看到什么（Kubapro，东京）23-31（1998）。

Hara-Nishimura,I.: "Vacuolar processihg enzyme in protein storage vacuoles and lytic vacuoles." J.Plant Physiol.152. 668-674 (1998)

Hara-Nishimura,I.：“蛋白质储存液泡和裂解液泡中的液泡加工酶。”

Hara-Nishimura,I.: "Transport of storage proteins to protein storage vacuoles is mediated by large precursor-accumulating vesicles." Plant Cell,. 10. 825-836 (1998)

Hara-Nishimura,I.：“储存蛋白向蛋白质储存液泡的运输是由大的前体积累囊泡介导的。”

Yamada,K.: "Multiple functional proteins are produced by cleaving Asn-Gln bonds of a single precursor by vacuolar processing enzyme." J.Biol.Chem.274. 2563-2570 (1999)

Yamada,K.：“通过液泡加工酶裂解单个前体的 Asn-Gln 键来产生多种功能蛋白。”