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登熟期の種子細胞に見られる液胞は粗面小胞体で多量に合成されてくるいわゆる貯蔵タンパク質を蓄積する。この液胞は種子の乾燥に伴い水分を失ってプロテインボディと呼ばれるオルガネラに変換するが、やがて種子の吸水発芽に従って、再び分解型の液胞へと変化していく。即ち、種子の登熟期ー乾燥期ー発芽期を通して、液胞は形態的のみならず機能的にも極めて大きな変動を示す。申請者はこのような液胞のオルガネラとしての機能的変動に解析を加えてきたが、本研究ではその一環として、1)液胞タンパク質前駆体のための輸送小胞と2)成熟型タンパク質への変換系に焦点を当て、液胞の形成機構の理解を深めて行きたいと考えている。
1)前駆体タンパク質の輸送に関与しているベシクルの解析を行った。登熟カボチャ子葉細胞内の輸送ベシクルを電子顕微鏡観察した。ついで、各種の種子タンパク質に対する特異抗体を用いて免疫電顕を行い、複数種の前駆体タンパク質が同一ベシクルによって輸送されることを示した。またこのベシクル上にもSmall GTP-binding proteinsが存在していることが解った。
2)ヒマ種子胚乳より液胞タンパク質の前駆体を成熟型に変換する液胞プロセシング酵素の単離精製し、本酵素に対する特異抗体を作製した。これを用いて登熟種子における本酵素の変動を調べると共に、このプロセシングの系が種子以外の液胞タンパク質の成熟型への変換にも関与している可能性を検討した。その結果、本酵素はヒマ種子登熟中期より合成され、一方発芽に伴って減少していくことが解った。また、ヒマ種子の胚乳のみならず子葉にも本酵素が存在することが確認された。次いで本酵素のcDNAを単離するために登熟ヒマ種子胚乳のpoly(A)^+RNAよりcDNAライブラリーを作製した。
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