γ-Glutamyltransferases in higher plants and catabolism of glutathiones

γ-谷氨酰转移酶（GGT）催化γ-谷氨酰肽（如谷胱甘肽）的γ-谷氨酰部分的水解和转肽作用。我们在这项研究中发现了以下几点。(1)萝卜子叶的亚细胞分级和液泡的分离表明可溶性GGT是一种液泡酶。GGT抑制剂Acivicin介导了内源性谷胱甘肽和外源性一氯二亚胺产生的谷胱甘肽S-结合物的体内催化抑制作用。因此，可溶性GGT可能参与谷胱甘肽和谷胱甘肽S-缀合物的催化。(2)用编码推定的异源二聚体GGT同种型的□□萝卜全长cDNA（RsGGT 1、RsGGT 2和RsGGT 3）转化的烟草植物。表达分析表明，RsGGT表现出不同的器官表达模式。RsGGT 1和RsGGT 2cDNA的过表达，而不是RsGGT 3cDNA的过表达，导致转基因烟草植株中NaCl提取的结合GGT活性增加。这些结果表明，RsGGT 1和RsGGT 2 cDNA编码异二聚体结合的GGT亚型。(3)拟南芥突变体窝藏T-DNA或转座子插入在推定的GGT基因AtGGT 1，AtGGT 2和AtGGT 3的特征。基因表达分析表明，所鉴定的atggt 1 -1、atggt 2 -1、atggt 2 -2和atggt 3 -1为GGT缺失突变体。GGT活性分析表明，atggt 1突变等位基因是缺乏细胞壁结合GGT，而两个atggt 2突变等位基因和atggt 3突变等位基因是缺乏可溶性GGT。野生型和atggt 1植株的GSH含量和GSH分解代谢速率表明AtGGT 1参与了GSH的分解代谢。AtGGT 1、2、3似乎对应于RsGGT-1、2、3。基于它们的序列然而，这些基因之间仍然存在差异。

γ-Glutamyltransferase (GGT) catalyzes the hydrolysis and transpeptidation of the γ-glutamyl moiety of γ-glutamyl peptides such as glutathione. We found the followings in this study.(1) Subcellular fractionation of radish (Raphanus sativus) cotyledon and isolation of vacuole revealed that soluble GGT is a vacuolar enzyme. Acivicin, a GGT inhibitor, mediated the in vivo catabolism inhibition of the glutathione S-conjugate generated from endogenous glutathione and exogenously supplied monochlorobimane. Thus, soluble GGT is possibly involved in the catabolism of glutathione and glutathione S-conjugates.(2) Tobacco plants transformed with□□ radish full-length cDNAs (RsGGT1, RsGGT2 and RsGGT3) encoding putative heterodimeric GGT isoforms. Expression analysis indicated that RsGGTs showed different organ expression patterns. The overexpression of RsGGT1 and RsGGT2cDNAs, but not that of RsGGT3cDNA, resulted in an increase of NaCl-extractable bound GGT activity in transgenic tobacco plants. These results suggest that RsGGT1 and RsGGT2cDNAs encode heterodimeric bound GGT isoforms.(3) Arabidopsis mutants harboring T-DNA or transposon insertions in putative GGT genes AtGGT1, AtGGT2 and AtGGT3 were characterized. Gene expression analysis indicated that the identified atggt1-1, atggt2-1, atggt2-2 and atggt3-1 plants were GGT-null mutants. GGT activity analysis indicated that the atggt1 mutant allele was deficient in cell wall bound GGT, whereas the two atggt2 mutant alleles and the atggt3 mutant allele were deficient in soluble GGT. GSH contents and GSH catabolic rates in wild type and atggt1 plants suggest that AtGGT1 is involved in GSH catabolism. AtGGT1, 2, 3 seem to be corresponding to RsGGT-1, 2, 3. based on their sequences. However there still be discrepancy between these genes.