高等植物の液胞の機能分化を支える膜蛋白質の変動

• 研究課題/領域番号: 10219209
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 西村 幹夫 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (80093061)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 36,000千円 (直接経費: 36,000千円); 2002年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円); 2001年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円); 2000年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 1999年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円); 1998年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
• キーワード: 高分子量前駆体 / PAC小胞 / 膜タンパク質 / PV72 / ゴルジ体 / タンパク質蓄積型液胞 / ツニカマイシン / ER / 液胞分化 / GFP / ゴルジ装置 / BY-2細胞 / 液胞輸送レセプター / 液胞 / オルガネラ分化 / 水チャネル / 形質転換植物 / 細胞内輸送 / 液胞プロセシング酵素 / 細胞死 / プロテイナーゼ

研究概要

私達は先に種子貯蔵タンパク質の前駆体を蓄積する新規な小胞(PAC小胞)が液胞への貯蔵タンパク質の輸送に働くことを明らかにしている。PV72はPAC小胞の主要な膜タンパク質として同定されたタイプ1型膜タンパク質である。PV72はCa^<2+>依存的に貯蔵タンパク質の1つである2S-アルブミンの前駆体と結合すること、また2S-アルブミン前駆体の液胞移行シグナルの局在するC末端と結合することが明らかとなった。PV72では種子の登熟中期に一過的に蓄積することから貯蔵タンパク質の合成に関与していることが示唆された。PV72とGFPの融合タンパク質はゴルジ体に局在していること、またPV72が複合型の糖鎖をもっていることから、PV72はゴルジ体を経由して運ばれていることが判明した。これらの結果から、PV72はPAC小胞とゴルジ体間をリサイクルしており、種子貯蔵タンパク質のレセプターとして働いていることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Miwa Kuroyanagi: "Activation of Arabidopsis vacuolar processing enzyme by self-catalytic removal of an auto-inhibitory domain of the C-terminal propeptide"Plant Cell Physiol.. 43. 143-151 (2002)
• [文献書誌] Etsuko Watanabe: "Calcium-mediated association of a putative vacuolar sorting receptor PV72 with a propeptide of 2S albumin"J.Biol.Chem.. 277. 8708-8715 (2002)
• [文献書誌] Tomoo Shimada: "A vacuolar-sorting receptor on the membrane of the PAC vesicles that accumulate precursors of seed storage proteins"Plant Cell Physiol.. 43. 1086-1095 (2002)
• [文献書誌] Ryo Matsushima: "An endoplasmic reticulum-derived structure that is induced under stress conditions in Arabidopsis"Plant Physiol.. 130. 1807-1814 (2002)
• [文献書誌] Ryo Matsushima: "A novel ER-derived compartment, the ER body, selectively accumulates a b-glucosidase with an ER retention signal in Arabidopsis"Plant J. 33. 493-502 (2003)
• [文献書誌] Takao Minamikawa: "Degradation of ribulose-bisphosphate carboxylase by vacuolar enzymes of senescing French bean leaves : immunocytochemical and ultrastructural observations"Protoplasma. 218. 144-153 (2001)
• [文献書誌] Naoto Mitsuhashi: "A novel membrane protein that is of transported to protein storage vacuoles via precursor-accumulating vesicles"Plant Cell. 13. 2361-2372 (2001)
• [文献書誌] Yasuko Hayashi: "A proteinase-storing body that prepares for cell death or stresses in the epidermal cells of Arabidopsis"Plant Cell Physiol.. 42. 894-899 (2001)
• [文献書誌] Kenji Yamada: "A slow maturation of a cysteine protease with a granulin domain in the vacuoles of senescing Arabidopsis leaves"Plant Physiol.. 127. 1626-1634 (2001)
• [文献書誌] Naoto Mitsuhashi et.al: "Caracterization of Organelles in the Vacuolar-Sorting Pathway by Visualization with GFP in Tobacco BY-2 Cells"Plant Cell Physiol.. 41(9). 993-1001 (2000)
• [文献書誌] Yamada,K. et al.: "Multiple functional proteins are produced by cleaving Asn-G1n bonds of a single precursor protein by vacuolar processing enzyme."J.Boil.Chem.. 274. 2563-2570 (1999)
• [文献書誌] Hayashi,M. et al.: "Induction of precursor-accumulating vesicles by expression of chimeric genes consisting of pumpkin 2S albumin and phosphinothricin acetytransferase."Plant Cell Physiol.. 40. 263-272 (1999)
• [文献書誌] Koumoto,Y. et al.: "Chloroplast Cpn20 forms a tetrameric structure in Arabidopsis thaliana."Plant J.. 17. 467-477 (1999)
• [文献書誌] Hiraiwa,N., M.Nishimura and I.Hara-Nishimura: "Vacuolar processing enzyme is activated self-catalytically by sequential removal of the C-terminal and N-terminal propeptides."FEBS Lett.. 447. 213-216 (1999)
• [文献書誌] Kinoshita,T. et al.: "Vacuolar processing enzyme is up-regulated in the lytic vacuoles of vegetative tissues during senescence and under various stressed conditions."Plant J.. 19. 43-53 (1999)
• [文献書誌] Yamada,K.: "Multiple functional proteins are produced by cleaving Asn-Gln bonds of a single precursor by vacuolar processing enzyme." J.Biol.Chem.274. 2563-2570 (1999)
• [文献書誌] Hara-Nishimura,I.: "Transport of storage proteins to protein storage vacuoles is mediated by large precursor-accumulating vesicles." Plant Cell,. 10. 825-836 (1998)
• [文献書誌] Hara-Nishimura,I.: "Vacuolar processing enzyme in protein storage vacuoles and lytic vacuoles." J.Plant Physiol.152. 668-674 (1998)
• [文献書誌] Hiraiwa,N.: "Vacuolar processing enzyme is self-catalytically activated by a sequential removal of the C-terminal and N-terminal propeptides." FEBS Let.(in press).
• [文献書誌] Hayashi,M.: "Accumulation of a fusion protein containing 2S albumin induces novel vesicles in vegetative cells of Arabidopsis." Plant Cell Physiol.(in press).