植物に見られるアミロイド蓄積

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ビデオ: 見つめてみよう!植物の世界 (17)果実の形 2022, 12月
植物に見られるアミロイド蓄積
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エンドウ豆の苗

PLoS Biologyによると、ロシアの研究者は、一般的なエンドウ(Pisum sativum)の種子に、アミロイドのような貯蔵タンパク質、主にビシリンの蓄積を発見しました。植物性タンパク質がこの形で発見されたのはこれが初めてです。ビシリンのアミロイド蓄積はエンドウの子葉の細胞で形成され、それらの含有量は種子が成熟するにつれて増加し、発芽後は減少します。それらは消化酵素の影響下で崩壊せず、調理中に、缶詰にした後も保存され、高濃度では哺乳類細胞に毒性があります。

アミロイド(アミロイド線維、プラークなど)は、ベータプリーツシートによってしっかりと結合されたタンパク質分子の蓄積です。それらは自己組織化することができます:いくつかのタンパク質分子がアミロイドの形に移行した場合、隣接する分子もそれを受け入れます。さらに、アミロイドのタンパク質は、多糖類または他の特定の分子と結合を形成することがよくあります。これらの持続的な形成は、アルツハイマー病を含むさまざまな重篤で不治の病の患者で検出されます。哺乳類の海馬や昆虫のキノコ体などの健康な細胞にも一定量のアミロイドが存在し、記憶を促進します。それらはまた、ペプチドホルモンの貯蔵、(細菌における)バイオフィルムの作成、(真菌における)特殊な菌糸の形成、および他の多くの目的にとって重要です。

興味深いことに、「アミロイド」という言葉はデンプンに関連しており、もともとは植物細胞の炭水化物を表すために使用されていました(そして今日まで、アミロプラストはデンプン形成構造と呼ばれています)が、アミロイドクラスターの形のタンパク質はまだ発見されていません植物で。しかし、さまざまな植物タンパク質の組成におけるアミノ酸配列の生物情報学的分析は、このグループの生物の細胞にアミロイドが存在する可能性があることを示しました:大まかに言えば、いくつかのタンパク質のアミノ酸は、それらが形成できる順序になっていますアミロイドに特徴的な構造。彼によると、植物におけるアミロイド形成の最も可能性の高い候補は、「サイズ」11Sおよび7Sのグロブリンタンパク質です(Swedberg単位;沈着速度を決定しますが、分子の実際のサイズは決定しません)

この分析の著者、全ロシア農業微生物学研究所の従業員、およびアントン・ニジニコフが率いる他のいくつかのロシアの科学機関は、モデル植物の1つであるエンドウ(エンドウ)の種子中の多数のグロブリンタンパク質の状態をチェックしました。 Pisum sativum)。種子中の様々なタンパク質の含有量は、それらの形成の瞬間から発芽まで監視されました。アミロイドは、液体クロマトグラフィー、およびイオン性界面活性剤の作用によって検出されました(他の形態のタンパク質とは異なり、アミロイドの蓄積はそのような曝露後も持続します)。

エンドウ豆の種子にはアミロイドの蓄積があり、それらのほとんどはタンパク質ビシリンによって形成されていることが判明しました。それらは苗の窒素源の1つとして機能します。それらのほとんどは子葉、つまりマメ科植物が通常胚の栄養素を貯蔵する種子の構造に見られました。ビシリンアミロイド蓄積の含有量は、種子が熟すにつれて増加したが、発芽後は減少した。どうやら、この形のタンパク質貯蔵は、若い植物がそれを必要とするまでそれを安定させるのに役立ちます。

種子からアミロイドクラスターを抽出し、invitroでのそれらの特性と他の生物に対するそれらの影響を調べることが可能でした。非アミロイドビシリン分子が存在する環境でのそれらの存在は、後者もクラスターを形成したという事実に貢献した。大腸菌細胞の表面と酵母細胞では、同じように振る舞いました。ゆでて缶詰にしたエンドウ豆の種子には、ビシリンアミロイドフィブリルも含まれていました。それらはタンパク質を破壊する酵素の効果に耐性があることが判明しましたが、超音波の指示された作用の下で崩壊しました。

ビシリンアミロイドが1ミリリットルあたり0.5マイクロモル以上の濃度で酵母細胞培養に導入されたとき、それらのほとんどすべてが死にました。同じことがDLD1ヒト結腸腺癌細胞培養でも起こりました。エンドウ豆の種子中のアミロイドの濃度ははるかに低いので、そのような結果はエンドウ豆を食べることが健康に危険であることを意味しないことに注意する必要があります。

確かに、アミロイド凝集塊を形成できる植物タンパク質はビシリンだけではありません。悪条件を乗り切るために使用される種子や植物の他の部分で同様の特性を持つ他のタンパク質を探してください。外部の影響に対するアミロイドの並外れた耐性は、アミロイドを信頼できる形のタンパク質貯蔵にします。

種は驚くほど粘り強い構造です。生存能力を失うことなく、数十年または数千年も保管できます。発芽した最古の種子は、約2000年前のユダヤ人のナツメヤシの種子です。そして、31,800歳の狭い葉の樹脂(または、いくつかの情報源によると、シベリアの夜明け)のさらに古い種子から抽出された(そしてそれらから本格的な個体から育てられた)生きている胚。どちらの場合も、気候は「植栽材料」の保存に役立ちました。科学者が到着する前、ナツメヤシの種は死海の南西海岸の湿度が非常に低い高温の場所にあり、樹脂の果実は永久凍土層にありました。ヤクート北東部。

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