Studies on novel functions of plant peroxisomes

植物过氧化物酶体新功能的研究

• 批准号: 18370021
• 负责人: NISHIMURA Mikio
• 金额: $ 10.81万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18370021/
• 关键词: peroxisome; peroxisome targeting signal; PEX gene; polyamine metabolism; proteome; protein transport; morphogenesis of organelles; ベルオキシソーム; ポリアミンオキシターゼ; スペルミン; スペルミジン; ペルオキシソーム膜; マイクロアレイ; 組織特異的発現; グリオキシソーム; 緑葉ペルオキシソーム; アミンオキシターゼ

1) Almost all of the peroxisomal matrix proteins are known to contain one of two targeting signals(PTS1 and PTS2) within the molecules. We identified 256 gene candidates of PTS1- and PTS2- containing proteins and another 30 genes of non-PTS-containing proteins from Arabidopsis genome. Custom-made DNA microarray covering all these genes was used to investigate expression profiles of the peroxisomal genes in various organs.2) Bioinfomatic analysis of Arabidopsis genome predicted the presence of 15kinds of genes, called PEX genes, for peroxisomal biogenesis factors. We comprehensively investigated whether or not these predicted PEX genes function in peroxisome biogenesis by generating knock-down mutants that suppress PEX gene expression by RNA-interference. Phenotypes of these mutants allowed us to identify the functional PEX genes, which can be classified into two groups, i.e. PEX genes regulating for peroxisomal morphology and PEX genes regulating for peroxisomal protein import.3) To clarify the function of root peroxisomes, we characterized a peroxisomal polyamine oxidase, AtPAO4 gene that is expressed in roots of Arabidopsis thaliana. This indicates that root peroxisomes are involved in polyamine metabolism.4) We also made a two-dimensional protein map of glyoxysomes isolated from soybean. Peptide MS fingerprinting analyses allowed us to identify novel proteins existing in either glyoxysomes. Some of these proteins contain no obvious PTS1 and PTS2. Combination of the transcriptomic and proteomic analyses is providing us with a new insight into plant peroxisomal functions.

1)已知几乎所有的过氧化物酶体基质蛋白在分子内含有两种靶向信号（PTS1和PTS2）之一。我们从拟南芥基因组中鉴定了256个含PTS 1和PTS 2蛋白的候选基因和另外30个不含PTS蛋白的候选基因。2）拟南芥基因组生物信息学分析预测了15种过氧化物酶体生物合成因子基因，称为PEX基因。我们全面调查是否这些预测的PEX基因的功能，过氧化物酶体生物合成产生敲低突变体，抑制PEX基因的表达，RNA干扰。这些突变体的表型使我们能够确定功能的PEX基因，可以分为两组，即PEX基因调控过氧化物酶体的形态和PEX基因调控过氧化物酶体蛋白的输入。3）为了阐明根过氧化物酶体的功能，我们确定了过氧化物酶体多胺氧化酶，AtPAO 4基因，在拟南芥根中表达。这表明根过氧化物酶体参与多胺代谢。4）我们还制作了大豆中分离的乙醛酸酶体的二维蛋白质图谱。肽MS指纹分析使我们能够确定新的蛋白质存在于任一乙醛酸酶体。这些蛋白质中有些不含明显的PTS1和PTS2。转录组学和蛋白质组学的结合为我们研究植物过氧化物酶体的功能提供了新的视角。

项目成果

Construction of plant organelles database" 20th

植物细胞器数据库的构建》20日

• 发表时间: 2006
• 作者: 後藤 志野;新井 祐子;及川 和聡;神垣 あかね;林 誠;Kamigaki Akane;Oikawa Kazusato;Mano Shoji
• 通讯作者: Mano Shoji

HSP90 regulates heat shock response that is responsible for heat adaptation in Arabidopsis

HSP90 调节热休克反应，负责拟南芥的热适应

• 发表时间: 2006
• 作者: 後藤 志野;新井 祐子;及川 和聡;神垣 あかね;林 誠;Kamigaki Akane;Oikawa Kazusato;Mano Shoji;Mano Shoji;Yamada Kenji;Nishimura Mikio;Mano Shoji;Hayashi Makoto;Yamada Kenji
• 通讯作者: Yamada Kenji

Functional identification of Arabidopsis peroxisome biogenesis factors using RNAi

利用 RNAi 功能鉴定拟南芥过氧化物酶体生物合成因子

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant Cell Physiol. 48
• 作者: Masumoto;C.;Miyazawa;S.;Fukuda;T.;Miyao;Chloroplastic;Nito Kazumasa
• 通讯作者: Nito Kazumasa

PEX遺伝子によるペルオキシソームの機能調節と植物細胞の機能発現制御

PEX基因调控过氧化物酶体功能和植物细胞功能表达

• 发表时间: 2007
• 作者: 後藤 志野;新井 祐子;及川 和聡;神垣 あかね;林 誠
• 通讯作者: 林 誠

新規ペルオキシソーム膜タンパク質の解析

新型过氧化物酶体膜蛋白的分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 後藤 志野;新井 祐子
• 通讯作者: 新井 祐子