| 研究概要 |
小胞体で合成された貯蔵タンパク質前駆体は液胞に輸送され,液胞内でプロセシングを受けて成熟型になり蓄積する.本年度は種子貯蔵タンパク質の生合成に関するシロイヌナズナ変異体を用いた解析を行った.
カボチャを用いた研究から,私達は貯蔵タンパク質前駆体にアフィニティを持つ膜タンパク質PV72を見出していた.PV72は貯蔵タンパク質前駆体を液胞に選別輸送する役割があると考えられた.シロイヌナズナにはPV72ホモログをコードするAtVSR遺伝子が7つ存在する.このうちAtVSR1/AtELPの遺伝子破壊株では大量の貯蔵タンパク質が細胞外に分泌されていることが判明した.また,AtVSR1は貯蔵タンパク質の液胞輸送シグナルにin vitroで結合能を示すことが明らかとなった.このことからAtVSR1は貯蔵タンパク質を液胞へ運ぶ選別輸送レセプターであることが証明された.また同時に,この変異体の種子細胞内には貯蔵タンパク質を含むプロテインボディが存在することから,貯蔵タンパク質の細胞内輸送にはAtVSR1依存的と非依存的な2つの輸送機構があることも判明した.
多くの貯蔵タンパク質の切断部位P1にはアスパラギン(Asn)残基が保存されている.貯蔵タンパク質の液胞内におけるプロセシングにはAsn残基に基質特異性を示す液胞プロセシング酵素(VPE)が関与していると考えられてきた.シロイヌナズナには4つのVPE遺伝子が存在する.このうち,種子タイプであるβVPEの変異体では,一部の貯蔵タンパク質が前駆体で留まり,残りは正しくプロセシングされ成熟型になっていた.αVPE,βVPE,γVPEのトリプル変異体の種子にはVPE活性はまったく検出されず,Asn残基で切断された貯蔵タンパク質はもはや存在しないことが判明した.その代わりに貯蔵タンパク質は前駆体または別の部位で切断されたものが蓄積していた.このことから貯蔵タンパク質の正確なプロセシングはVPEが行っていることが証明された.
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