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Plant physiology1989May01Vol.90issue(1)

クロロフィルA/B結合タンパク質前駆体を切断する葉緑体酵素の特性:オルガネラフリー反応の最適化

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

高等植物葉緑体の主要な光放射クロロフィルA/B結合タンパク質(LHCP)は核エンコードされ、前駆体として合成され、輸入時に処理されます。以前は(GK LAMPPA、M ABAD [1987] J Cell Biol 105:2641-2648)、LHCP前駆体(PLHCP)を切断する可溶性酵素を特定しました。この研究では、処理活動の最適な回復条件について説明し、PLHCPのN末端が実際に切断され、輸送ペプチドが除去されているという証拠を提供します。タンパク質のカルボキシ末端からそれぞれ13および21のアミノ酸を除去するクローン化されたPLHCP遺伝子から2つのPLHCP欠失が作成されました。オルガネラフリーの処理後、切断産物は、N末端処理の予測されるように、前駆体の切り捨てのサイズに比例したSDS-PAGE中に移動性の変化を示しました。予想外に、C末端の91残基を欠く3番目の切り捨てられた前駆体は切断されませんでしたが、輸送ペプチドドメインは無傷であり、この欠失が処理に必要な前駆体の立体構造的特徴を破壊したことを示唆しています。PLHCP処理酵素は、2ミリモルEDTAおよび金属キレートル1、0.4ミリモルの10フェナントロリンによって阻害されますが、EGTAは高濃度でのみ阻害され、ヨード酢酸に敏感です。最適処理はpH 8から9、および26度Cで発生します。ゲルろ過クロマトグラフィーは、PLHCP処理酵素の見かけの分子量が約240,000であることを示しています。PLHCPを処理する同一のカラム画分は、リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼの小さなサブユニットの前駆体もその成熟した形に変換します。

高等植物葉緑体の主要な光放射クロロフィルA/B結合タンパク質(LHCP)は核エンコードされ、前駆体として合成され、輸入時に処理されます。以前は(GK LAMPPA、M ABAD [1987] J Cell Biol 105:2641-2648)、LHCP前駆体(PLHCP)を切断する可溶性酵素を特定しました。この研究では、処理活動の最適な回復条件について説明し、PLHCPのN末端が実際に切断され、輸送ペプチドが除去されているという証拠を提供します。タンパク質のカルボキシ末端からそれぞれ13および21のアミノ酸を除去するクローン化されたPLHCP遺伝子から2つのPLHCP欠失が作成されました。オルガネラフリーの処理後、切断産物は、N末端処理の予測されるように、前駆体の切り捨てのサイズに比例したSDS-PAGE中に移動性の変化を示しました。予想外に、C末端の91残基を欠く3番目の切り捨てられた前駆体は切断されませんでしたが、輸送ペプチドドメインは無傷であり、この欠失が処理に必要な前駆体の立体構造的特徴を破壊したことを示唆しています。PLHCP処理酵素は、2ミリモルEDTAおよび金属キレートル1、0.4ミリモルの10フェナントロリンによって阻害されますが、EGTAは高濃度でのみ阻害され、ヨード酢酸に敏感です。最適処理はpH 8から9、および26度Cで発生します。ゲルろ過クロマトグラフィーは、PLHCP処理酵素の見かけの分子量が約240,000であることを示しています。PLHCPを処理する同一のカラム画分は、リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼの小さなサブユニットの前駆体もその成熟した形に変換します。

The major light-harvesting chlorophyll a/b binding protein (LHCP) of higher plant chloroplasts is nuclear-encoded, synthesized as a precursor, and processed upon import. We have previously (GK Lamppa, M Abad [1987] J Cell Biol 105: 2641-2648) identified a soluble enzyme that cleaves the LHCP precursor (pLHCP). In this study, we describe the conditions for optimal recovery of the processing activity and provide evidence that the N terminus of pLHCP is indeed cleaved, removing the transit peptide. Two pLHCP deletions were made from a cloned pLHCP gene removing 13 and 21 amino acids, respectively, from the carboxy terminus of the protein. After organelle-free processing, the cleavage products showed a shift in mobility during SDS-PAGE proportional to the size of the precursor truncations, as predicted for N-terminal processing. Unexpectedly, a third truncated precursor lacking 91 residues of the C-terminus was not cleaved although the transit peptide domain was intact, suggesting that this deletion disrupted conformational features of the precursor necessary for processing. The pLHCP processing enzyme is inhibited by 2 millimolar EDTA and the metal chelator 1, 10 phenanthroline at 0.4 millimolar, while being inhibited by EGTA only at high concentrations and insensitive to iodoacetate. Optimal processing occurs at pH 8 to 9, and 26 degrees C. Gel filtration chromatography shows that the pLHCP processing enzyme has an apparent molecular weight of about 240,000. The identical column fractions that process pLHCP also convert the precursor of the small subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase to its mature form.

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