全長のプラストシアニン前駆体は、孤立したチラコイド膜を横切って移動します

高等植物では、葉緑体タンパク質のプラストシアニンは、サイトゾルリボソームによって輸送ペプチド含有前駆体として合成され、チラコイドルーメンに翻訳後に輸送されます。ルーメンに向かう途中で、プラストシアニン前駆体は最初に葉緑体に輸入され、次に2番目の異なる輸送イベントによってチラコイド膜をさらに向けられます。部分的に処理されたプラストシアニンは、無傷の葉緑体を使用した輸入実験中に間質で観察され、2番目のステップの転座基板であることが提案されています（Smeekens、S.、Bauerle、C.、Hageman、J.、Keegstra、K。、およびWeisbeek、P。（1986）Cell 46、365-375）。この2番目のステップをさらに特徴付けるために、in vitro-シネ化された前駆体タンパク質と分離されたチラコイド膜を含むシステムにチラコイド輸送を再構成しました。適切なターゲティング情報を欠く間質タンパク質がチラコイド管腔に蓄積しなかったため、このシステムは内腔タンパク質に特異的でした。プラストシアニン前駆体は、孤立したチラコイドによって取り上げられ、成熟したサイズにタンパク質に処理され、ホロ形式に変換されました。転座は温度依存性であり、MillimolarレベルのATPによって刺激されましたが、間質因子の添加を厳密に必要としませんでした。in vitroシステムで輸送するさまざまな加工形態のプラストシアニンの能力をテストすることにより、チラコイド転座の基質要件を調べました。興味深いことに、部分的に処理された中間形態ではなく、全長のプラストシアニン前駆体のみが、このin vitroシステムでの輸送の能力がありました。

In higher plants, the chloroplastic protein plastocyanin is synthesized as a transit peptide-containing precursor by cytosolic ribosomes and posttranslationally transported to the thylakoid lumen. En route to the lumen, a plastocyanin precursor is first imported into chloroplasts and then further directed across the thylakoid membrane by a second distinct transport event. A partially processed form of plastocyanin is observed in the stroma during import experiments using intact chloroplasts and has been proposed to be the translocation substrate for the second step (Smeekens, S., Bauerle, C., Hageman, J., Keegstra, K., and Weisbeek, P. (1986) Cell 46, 365-375). To further characterize this second step, we have reconstituted thylakoid transport in a system containing in vitro-synthesized precursor proteins and isolated thylakoid membranes. This system was specific for lumenal proteins since stromal proteins lacking the appropriate targeting information did not accumulate in the thylakoid lumen. Plastocyanin precursor was taken up by isolated thylakoids, proteolytically processed to mature size, and converted to holo form. Translocation was temperature-dependent and was stimulated by millimolar levels of ATP but did not strictly require the addition of stromal factors. We have examined the substrate requirements of thylakoid translocation by testing the ability of different processed forms of plastocyanin to transport in the in vitro system. Interestingly, only the full-length plastocyanin precursor, not the partially processed intermediate form, was competent for transport in this in vitro system.