種子貯蔵タンパク質の集積機構の解析

种子贮藏蛋白积累机制分析

• 批准号: 14740438
• 负责人: 嶋田 知生
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740438/
• 关键词: 貯蔵タンパク質; 種子; 選別輸送レセプター; 液胞; プロテインボディ; 細胞内輸送; シロイヌナズナ; PAC小胞; AtVSR; PV72; 液胞プロセシング酵素; VPE; プロテインボデイ; 液胞輸送レセプター; タンパク質蓄積型液胞

植物の種子には発芽後の成長のために,大量の種子貯蔵タンパク質が液胞内に蓄積している.本研究では,貯蔵タンパク質が短期間に大量集積するメカニズムの解析を行った.貯蔵タンパク質はまず前駆体として小胞体で合成され,液胞に輸送された後にプロセシングされ成熟型として蓄積する.シロイヌナズナ変異体を用いた解析で液胞プロセシング酵素(VPE)が実際に貯蔵タンパク質の成熟化に関っていることをin plantaで初めて証明した.VPEを欠損する変異体では貯蔵タンパク質の成熟化が完全に阻害されていた.また,同様にシロイヌナズナ変異体を用いて,液胞タンパク質の輸送に機能する選別輸送レセプター(VSR)を初めて特定した.AtVSR1欠損シロイヌナズナでは貯蔵タンパク質が前駆体として蓄積し,細胞外へ分泌されていた.さらに,貯蔵タンパク質の輸送に異常を示すシロイヌナズナ変異体を単離し解析した.免疫電子顕微鏡観察の結果,貯蔵タンパク質を細胞外に分泌する系統と,分泌せず細胞内に異常な構造物が形成する系統が見つかった.前者はAtVSR1変異体と同様に貯蔵タンパク質の液胞への選別過程に欠損があると考えられた.後者の構造物は小胞体に由来すると考えられることから,輸送過程の初期に欠損があると考えられた.一部の変異体については原因遺伝子の特定を行い,分裂酵母の液胞タンパク質輸送に関る因子と相同性が見られた。これらの解析により,貯蔵タンパク質の生合成に関わる中心的な因子とともに,その全体像についても明らかにすることができた.

After the plant <s:1> seeds に る germinate, they grow <s:1> ために, and a large amount of <s:1> seeds store タ パ パ chirosol が fluid, which accumulates in the cell に and <s:1> て る る る る. In this study, で で, storage タ タ パ パ of granular matter が short-term に large accumulation するメカニズム <s:1> analysis を rows った. Mass storage 蔵 タ ン パ ク は ま ず 駆 body before と し て small cell body で synthetic さ れ, vacuole に conveying さ れ た after に プ ロ セ シ ン グ さ れ mature と し て accumulation す る. シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ - variant を with い た parsing で vacuole プ ロ セ シ ン グ enzyme (VPE) が be interstate に storage 蔵 タ ン パ ク qualitative の is matured に masato っ て い る こ と を in Early planta で め て prove し た. VPE を owe loss す る - variant で は storage 蔵 タ ン パ ク qualitative の is matured が completely に resistance against さ れ て い た. ま た, with others in に シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ - variant を with い て, vacuole タ ン パ ク qualitative の conveying に function す る sorting conveyor レ セ プ タ ー (VSR) early を め て specific し た. AtVSR1 owe loss シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ で は storage 蔵 タ ン パ ク 駆 body before mass が と し て accumulation し, secretion of extracellular へ さ れ て い た. さ ら に, storage 蔵 タ ン パ ク qualitative の conveying に abnormal を shown す シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ - variant を 単 from し parsing し た. Immune electron 顕 micromirror 観 examine の results, storage 蔵 タ ン パ ク qualitative を secretion of extracellular に す と る system, secrete せ に abnormal な ず cell structure が form す る system が see つ か っ た. The former <s:1> AtVSR1 variant と is the same as the に storage タ パ パ granular plasmic <e:1> liquid cell へ, and the selection process に is incomplete があると to study えられた. The origin of the latter <s:1> structure <e:1> small cell に is すると to study えられる と と ら ら, and the <s:1> initial に damage があると during the transport process is to study えられた. A の - variant に つ い て は reason but 伝 child の specific を い, split yeast の vacuole タ ン パ ク mass transport に masato る と phase see gay が ら れ た. Analytical に こ れ ら の よ り, storage 蔵 タ ン パ ク qualitative の biosynthesis に masato わ る center な factor と と も に, そ の all like に つ い て も Ming ら か に す る こ と が で き た.

项目成果

Takashi Okamoto: "C-terminal KDEL sequence of a KDEL- tailed cysteine proteinase (sulfhydryl-endopeptidase) is involved in formation of KDEL vesicle and in efficient vacuolar transport of sulfhydryl-endopeptidase."Plant Physiology. 132・4. 1892-1900 (2003)

Takashi Okamoto：“KDEL 尾半胱氨酸蛋白酶（巯基内肽酶）的 C 端 KDEL 序列参与 KDEL 囊泡的形成和巯基内肽酶的有效液泡运输。”植物生理学 132・4。 1900 (2003)

Tomoo Shimada: "Vacuolar sorting receptor for seed storage proteins in Arabidopsis thaliana."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 100・26. 16095-16100 (2003)

Tomoo Shimada：“拟南芥种子储存蛋白的液泡分选受体”。Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 100・26 (2003)。

Ryo Matsushima: "The ER body, a novel endoplasmic reticulum-derived structure in Arabidopsis."Plant Cell Physiology. 44・7. 661-666 (2003)

Ryo Matsushima：“ER 体，拟南芥中的一种新型内质网衍生结构。”植物细胞生理学 44・7（2003）。

嶋田知生, 西村いくこ: "朝倉植物生理学講座 1 植物細胞「液胞」"朝倉書店・西村幹夫編. 10 (2002)

岛田智雄、西村育子：《朝仓植物生理学讲义 1 植物细胞‘液泡’》朝仓书店，西村干夫编辑 10 (2002)。

Diversity and formation of endoplasmic reticulum-derived compartments in plants. Are these compartments specific to plant cells?

• DOI: 10.1104/pp.104.053876
• 发表时间: 2004-11-01
• 期刊: PLANT PHYSIOLOGY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Hara-Nishimura, I;Matsushima, R;Nishimura, M
• 通讯作者: Nishimura, M