貯蔵タンパク質の大量集積を支える新規の輸送系

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12138205
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 西村 いくこ 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00241232)
• 研究分担者: 林 誠 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (50212155)
• キーワード: 液胞 / 液胞プロセシング酵素 / 種子貯蔵タンパク質 / 種子 / PAC小胞 / タンパク質貯蓄型液胞 / 12グロブリン / 2Sアルブミン

研究概要

高等植物の種子には数種類の貯蔵タンパク質が液胞の一種であるプロテインボディに蓄えられており,発芽後の窒素源として用いられる.これらのタンパク質は種子の登熟期に小胞体で前駆体として合成され,小胞輸送により液胞に運ばれ,液胞プロセシング酵素(VPE)によるプロセシングを受けて成熟型になる.平成14年度は,種子の貯蔵タンパク質の細胞内輸送・集積システムに関わる因子の同定を目指して,貯蔵タンパク質の前駆体を蓄積するシロイヌナズナ変異体の単離とその解析を行った.得られた成果は下記の通りである.シロイヌナズナの主要な貯蔵タンパク質である12Sグロブリンと2Sアルブミンの抗体を作製し,これらを用いたウエスタンブロット法により,約28,000のT-DNAタグラインより14の変異体ラインを見出した.蓄積している2Sアルブミン前駆体の分子量から,得られた14の変異体ラインは2つのタイプ(AタイプとBタイプ)に分けることができた.Bタイプの変異体(6ライン)はいずれも種子型液胞プロセシング酵素であるβVPEを欠損しており,その遺伝子内に変異が見つかった.Bタイプの変異体では貯蔵タンパク質の液胞への輸送は正常だが,液胞内でのプロセシングに異常があることが判明した.一方,Aタイプに属する変異体にはβVPEが存在することから,液胞までの輸送過程に異常があると考えられた.得られた変異体については,次年度(最終年度)表現型を詳しく解析するとともに,原因遺伝子の同定を行う予定である.

研究成果

• [文献書誌] Hara-Nishimura, I.: "Asparaginyl endopeptidase"In Handbook of Proteolytic Enzymes, edited by A.J.Barrett, N.D.Rawlings and J.F.Woessner (Academic Press, Longon, UK). (in press).
• [文献書誌] Matsushima, R. et al.: "A novel ER-derived compartment, the ER body, selectively accumulates a β-glucosidase with an ER retention signal in Arabidopsis"Plant J.. 33. 493-502 (2002)
• [文献書誌] 西村いくこ: "高等植物の液胞と細胞内膜系の機能分化"蛋白質・核酸・酵素. 1753-1759 (2002)
• [文献書誌] 西村いくこ: "図解 植物細胞の内膜系の多様性・ダイナミクス"細胞工学別冊,植物細胞工学シリーズ. 17. 9-17 (2002)
• [文献書誌] 嶋田知生, 西村いくこ: "液胞輸送経路の多様性を支える小胞体由来のコンパートメントの分化"細胞工学別冊,植物細胞工学シリーズ. 17. 34-41 (2002)
• [文献書誌] 嶋田知生, 西村いくこ: "液胞"現代植物生理学講座1「植物細胞」,西村幹夫編. 87-96 (2002)
• [文献書誌] Hayashi, H. et al.: "Molecular characterization of an Arabidopsis acyl CoA synthetase localized on glyoxysomal membranes"Plant Physiol. 130. 2019-2026 (2002)
• [文献書誌] Shimada, T. et al.: "A vacuolar sorting receptor on the membrane of PAC vesicles that accumulate precursors of seed storage proteins"Plant Cell Physiol.. 43. 1086-1095 (2002)
• [文献書誌] Matsushima, R. et al.: "An ER-derived structure that is induced under stress conditions in Arabidopsis"Plant Physiol.. 130. 1807-1814 (2002)
• [文献書誌] Kuroyanagi, M. et al.: "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] Watanabe, E. et al.: "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] Kimura, Y. et al.: "Subcellular localization of endo-beta-N-acetylglucosaminidase and high-mannose type free N-glycans in plant cell"Biochim.Biophys.Acta. 1570. 38-46 (2002)