Elucidation and application of a novel mechanism regulating vacuolar localization of plant proteins

调节植物蛋白液泡定位的新机制的阐明和应用

基本信息

  • 批准号:
    17380198
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Aureusidin synthase, a polyphenol oxidase (PPO), specifically catalyzes the oxidative formation of aurones from chalcones, which are plant flavonoids, and is responsible for the yellow coloration of snapdragon flowers. All known PPOs have been found to be localized in plastids, whereas flavonoid biosynthesis is thought to take place in cytoplasm (or on the cytoplasmic surface of ER). However, primary structural characteristics and some molecular properties of aureusidin synthase contradict the enzyme's localization in plastids and cytoplasm. In this study, the subcellular localization of this enzyme in petal cells of the yellow snapdragon was investigated. Sucrose-density gradient and differential centrifugation analyses suggested that the enzyme (the 39-kDa mature form) is not located in plastids or on the ER. Transient assays using a green fluorescent protein (GFP) chimera fused with the putative propeptide of the PPO precursor suggested that the enzyme was localized within vacuole lumen. We also found that the necessary information for the vacuolar targeting of the PPO was encoded within the 53-residue N-terminal sequence (NTPP), but not in C-terminal sequence of the precursor. The NTPP-mediated ER-to-Golgi trafficking to vacuoles was confirmed by means of the co-expression of an NTPP-GFP chimera fused with a dominant negative mutant of Sari GTPase of Arabidopsis or that with mRFP-fused Glogi marker (H^+-translocating inorganic pyrophosphatase of Arabidopsis). We identified a sequence-specific vacuolar sorting determinant in the NTPP of the precursor. This provides the first example of the biosynthesis of a flavonoid skeleton in vacuoles. This metabolic compartmentation should serve as a strategy for overcoming the biochemical instability of the precursor chalcones in the cytoplasm, thus leading to the efficient accumulation of aurones in the flower.
Aureusidin合成酶是一种多酚氧化酶(PPO),它专门催化查尔酮氧化形成极光,查尔酮是一种植物类黄酮,是导致金鱼草花黄色的原因。所有已知的PPO都定位于叶绿体中,而类黄酮的生物合成被认为发生在细胞质中(或在ER的细胞质表面)。然而,金黄色葡萄糖素合成酶的一级结构特征和一些分子性质与该酶在质体和细胞质中的定位相矛盾。本研究对该酶在黄鱼花瓣细胞中的亚细胞定位进行了研究。蔗糖密度梯度分析和差速离心法分析表明,该酶(39 kDa成熟型)不存在于叶绿体或内质网中。利用绿色荧光蛋白(GFP)嵌合体与PPO前体的前肽融合的瞬时分析表明,该酶定位于液泡腔内。我们还发现,PPO液泡靶向所需的信息编码在53个残基的N-末端序列(NTPP)中,而不是在前体的C-末端序列中。通过NTPP-GFP嵌合体与拟南芥SarI GTP酶的显性负突变体或与MRFP融合的GLOGI标记(拟南芥的H~+-转位无机焦磷酸酶)的共表达,证实了NTPP介导的内质网到高尔基体向液泡的转运。我们在前体的NTPP中确定了一个序列特异性的空泡分选决定因素。这提供了第一个在液泡中生物合成类黄酮骨架的例子。这种代谢区划应作为一种策略,以克服细胞质中前体查尔酮的生化不稳定性,从而导致极光在花中有效积累。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Localization of a flavonoid biosynthetic polyphenol pxidase in vacuoles
类黄酮生物合成多酚氧化酶在液泡中的定位
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazuishi Makino;Yasuhiro Hiroki;Yasumasa Hamada;Haobo Guo et al.;Eiichiro Ono et al.
  • 通讯作者:
    Eiichiro Ono et al.
Localization of a flavonoid biosynthetic polyphenol oxidase in vacuoles
  • DOI:
    10.1111/j.1365-313x.2005.02625.x
  • 发表时间:
    2006-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Ono, E;Hatayama, M;Nakayama, T
  • 通讯作者:
    Nakayama, T
Yellow flowers generated by expression of the aurone biosynthetic pathway
Menaquinone-specific prenyl reductase from the hyperthermophilic archaeon Archaeoglobus fulgidus
  • DOI:
    10.1128/jb.187.6.1937-1944.2005
  • 发表时间:
    2005-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Hemmi, H;Takahashi, Y;Nishino, T
  • 通讯作者:
    Nishino, T
Amperometric detection of the bacterial metabolic regulation with a microbial array chip.
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2004.08.039
  • 发表时间:
    2005-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    K. Nagamine;Nobuto Matsui;T. Kaya;T. Yasukawa;H. Shiku;T. Nakayama;T. Nishino;T. Matsue
  • 通讯作者:
    K. Nagamine;Nobuto Matsui;T. Kaya;T. Yasukawa;H. Shiku;T. Nakayama;T. Nishino;T. Matsue
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

NAKAYAMA Toru其他文献

A STUDY ON THE DYNAMIC TRENDS OF MOVEING IN AND OUT OF THE CITY AND OF MOVING WITHIN THE CITY
城市迁入、迁出和城内迁入动态趋势研究

NAKAYAMA Toru的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('NAKAYAMA Toru', 18)}}的其他基金

Establishment of an extracellular secretion pathway of flavonoids via a vesicle transport
通过囊泡运输建立类黄酮细胞外分泌途径
  • 批准号:
    23657028
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
A Study on Inclusive Housing Support for a Various People Living in Unstable Housing Condition
住房条件不稳定的各类人群的普惠性住房支持研究
  • 批准号:
    22330167
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Analysis of flower coloration and control mediated by multi-enzyme complexes
多酶复合物介导的花朵着色和控制分析
  • 批准号:
    21310135
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Functional significance of enzymes involved in conjugation and de-conjugation of isoflavones in the growth and symbiosis of soybean plant
大豆植物生长和共生中异黄酮结合和解结合酶的功能意义
  • 批准号:
    19310134
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Local comparative study about development and ideal methods of self-reliance support measures for the homeless people
无家可归者自力更生支援措施的发展及理想方法的地方比较研究
  • 批准号:
    19330130
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Study on treatment for land contamination and redevelopment for contaminated land such as brownfields
土地污染治理及棕地等污染土地再开发研究
  • 批准号:
    12572025
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Assisting biorecycling of bioorganic wastes by enzymatic approaches
通过酶法协助生物有机废物的生物回收
  • 批准号:
    12480160
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Specificity analysis of a glycosyl hydrolase
糖基水解酶的特异性分析
  • 批准号:
    10680622
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

相似国自然基金

基于MFSD2A调控血迷路屏障跨细胞囊泡转运机制的噪声性听力损失防治研究
  • 批准号:
    82371144
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Toward a general theory of intermittent aeolian and fluvial nonsuspended sediment transport
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
BNIP-2调控E-cadherin细胞内分选运输的机制研究
  • 批准号:
    32100540
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
磷脂分子参与植物细胞器互作及自噬的调控机制
  • 批准号:
    91954206
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    301.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
IRE1α-XBP1在脂肪细胞和肝细胞间跨细胞信号传导机制研究
  • 批准号:
    31900564
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
活细胞高分辨率成像解析clathrin介导的内吞囊泡形成早期内体的分子机制
  • 批准号:
    31970659
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
膜蛋白TMED10调节非经典分泌分子机制的研究
  • 批准号:
    31872832
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
TBC1d23调节细胞器互作及突变引起脑桥小脑发育不全的机制研究
  • 批准号:
    91854121
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    89.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
细胞分泌的调控及相关肠炎的机理研究
  • 批准号:
    31871429
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
生长素调控植物细胞网格蛋白质膜招募的分子机理研究
  • 批准号:
    31801193
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

A systems biology approach to elucidating mechanisms underlying amino acid toxicities
阐明氨基酸毒性机制的系统生物学方法
  • 批准号:
    10680272
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Chlamydia type III effectors affecting the host actin-based cytoskeleton
III 型衣原体效应子影响宿主肌动蛋白细胞骨架
  • 批准号:
    10632935
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Intracellular functions and mechanisms of alphavirus ion channel 6K
甲病毒离子通道6K的细胞内功能和机制
  • 批准号:
    10727819
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Novel mitochondria-to-lysosome crosstalk contributes to lysosomal dysfunction during aging
新型线粒体与溶酶体串扰导致衰老过程中溶酶体功能障碍
  • 批准号:
    10723050
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Determining the role of retromer and P4-ATPase interactions in cellular functions
确定逆转录酶和 P4-ATP 酶相互作用在细胞功能中的作用
  • 批准号:
    10677963
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
PTEX mechanism in malaria parasite effector protein export and host cell subversion
疟原虫效应蛋白输出和宿主细胞颠覆中的 PTEX 机制
  • 批准号:
    10729431
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Investigating the Lysosome and Plasma Membrane Systems in Protecting Cells Against Age-induced Amino Acid Toxicity
研究溶酶体和质膜系统保护细胞免受年龄诱导的氨基酸毒性的作用
  • 批准号:
    10680314
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Developmental regulation of epithelial polarization by pre-mRNA splicing
mRNA前体剪接对上皮极化的发育调节
  • 批准号:
    10583675
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
2023 Organellar Channels and Transporters GRC & GRS
2023 细胞器通道和转运体 GRC
  • 批准号:
    10609165
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
Development of a technique for specific labelling phagosome-derived membranous structures in dendritic cells
开发树突状细胞中特异性标记吞噬体衍生膜结构的技术
  • 批准号:
    10508764
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 9.54万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了