高等植物におけるグルタチオンの異化とシステインのリサイクル系に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660059
• 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: グルタチオン / グルタチオンの異化 / システィンのリサイクル / γ-グルタミルトランスフェラーゼ / ジペプチダーゼ / システィニルグリシン / ダイコン子葉

Research Abstract

高等植物ではグルタチオン(GSH)がシスティンの貯蔵体であるといわれ,その再利用にあたってはGSHの異化経路が働く必要がある。本研究では異化経路に関与していると考えられるγ-グルタミルトランスフェラーゼ(γ-GT)とジペプチダーゼ(DP)について解析を行った。可溶性γ-GTは昨年度精製したが,今年度はcDNAを単離した。酵素タンパク質とcDNAの解析から,一本のペプチド鎖として合成された後,翻訳後プロセッシングをうけて2つに解列し,これが会合してヘテロダイマーの酵素タンパク質を構成することを示した。また結合型γ-GTが存在することを確認し,それが細胞壁に結合していることを明らかにした。この結合型γ-GT2種類を均一に精製した。可溶性,結合型いずれの酵素もGSHを良い基質とし,その他の性質もおおむね似ていた。これらの結果はアポプラストでもGSHの異化が起こっている可能性を示唆しており,GSHの異化に新たな知見を加えた。DPはシスティニルグリシン(CysGly)を基質としてシスティンの生成を定量して活性測定した。この方法でダイコン子葉から,少なくとも3種類あるうちの一つのDPを均一に精製した。最終的に分子量は約300,000であり,55,000のサブユニットのオリゴマーであると推定した。阻害剤の検討からこのDPは金属プロテアーゼに属することが示唆され,基質特異性はCysGlyに特異的であり,他のジペプチドやGSHはほとんど分解しなかった。アミノ末端の配列は検討中である。以上の結果より,細胞内およびアポプラスト両方にGSHの異化系が存在する可能性が示された。今後これらの全遺伝子単離とその解析が待たれる。