植物のγ-グルタミル基転移酵素の多様性とグルタチオンからのシスティンリサイクル系

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560052
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 關谷 次郎 京都大学, 農学研究科, 教授 (10035123)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小泉 幸男 京都大学, 農学研究科, 助手 (40293914)
• Keywords: グルタミル基転移酵素 / ダイコン / 可溶性γ-グルタミル基転移酵素 / 細胞壁結合性γ-グルタミル基転移酵素 / 形質転換タバコ / 多様性 / グルタチオン異化

Research Abstract

(1)ダイコンより可溶性のヘテロダイマー型γ-グルタミル基転移酵素(GGT,EC.2.3.2.2)のcDNAをさらに1種類クローニングし、rsggt1(AB098475),rsggt2(AB102676),rsggt3(未登録)の3種類存在することを明らかにした。
(2)rsggt1,2,3の配列からヘテロダイマー型GGTをコードすることが推測され、小サブユニットのN末端アミノ酸配列は、哺乳動物などのそれと高い相同性を示した。また哺乳動物などのGGTの触媒活性に関与するアミノ酸残基も保存されていた。
(3)rsggtの発現部位についてRT-PCR法で検討したところ、rsggt1は未熟種子や子葉、rsggt2は子葉、葉、根で、rsggt3は葉、根、未熟種子で強く発現し、部位特異的な発現パターンを示した。
(4)rsggt1,2で形質転換したタバコを作出した。形態的には差はなかったが、高いGGT活性を示した。しかし、形質転換タバコで増加したGGT活性は、ダイコンの可溶性GGTをコードするcDNAで形質転換したにも関わらず、結合性画分に存在した。これはrsggtの5'側に疎水性領域が存在するためタバコではダイコンとは異なる部位に輸送されたためと考えている。今後の検討が必要である。
(5)細胞壁結合性GGTをダイコン子葉より精製し、モノペプチド型の酵素であることを明らかにした。本酵素をコードするcDNAは、β-1,3-グルカナーゼと推定されているシロイヌナズナcDNA(AK118068)と同一のものであることを形質転換タバコを用いて明らかにした。この型のGGTは植物特有の新しい型のGGTである。
(6)rsggt1で形質転換したタバコを用のアポプラストのチオール化合物を定量したところ、グルタチオン量が減少し、GGT反応の生成物であるシステイニルグリシンが増加した。これは細胞壁に存在するGGTがアポブラストのグルタチオンを分解しているものと思われる。