Abstract
植物液泡是一種多功能的胞器，除了是植物細胞中最主要的貯存場所外， 也具有lysosome的功能，調節細胞的膨壓，維持細胞質內酸鹼值的穩定。 而有些堆積在液泡內的物質，被認為與細胞抵抗外來侵略有關，所以液泡 也是一種防衛性的胞器。植物細胞更可經由液泡攝入大量水份，使細胞達 到快速變大的目的。液泡的這許多功能，跟液泡能夠攝取及累積多種物質 有關。大部份的物質移位到液泡內常需耗費能量，這些過程多直接或間接 與液泡上的兩種質子幫浦V-ATPase及 V-PPase，所造成的質子梯度有關。 植物液泡同時擁有這兩種質子幫浦V-ATPase及 V-PPase，分別利用ATP及 PPi的水解，將質子打入液泡內。目前已知V-ATPase是一種多元體，分別 構成膜上V1及膜內VO的部分。A、B是V1主要的組成，分別扮演催化及調節 的角色。VO含有6個c次體，這部分被認為和質子移位有關。V-PPase 則只 需一種polypeptide ，即可完成PPi水解及質子移位。但V-PPase很可能是 以一種同元雙體的型式，在膜上執行質子移位的功能。已知V-ATPase存在 於所有的真核細胞，而V-PPase則只侷限於植物細胞及一些光合細菌上。 為何植物要同時具有這兩種截然不同的蛋白質，來執行類似的功能，目前 仍無一個比較正式的解釋。為了對這兩種酵素有更進一步的了解，我們初 步的策略就是將這兩個酵素的cDNA選殖出來。我已經成功地得到一種 V- PPase以及二種V-ATPase c 次體的cDNA，而 V-ATPase A次體也由我們實 驗室另一位同學選植出來。我們計畫利用這些cDNA作為探針，來看看環境 的變化是否會對這些基因的表現造成不同的影響。這部份的實驗正計畫進 行中。另一方面，我們也對這些酵素的結構與功能之間的關係很有興趣， 因為V-ATPase的結構相當複雜，因此我們就先針對結構較簡單的V-PPase ，利用酵母菌來作表現，期望能夠提供一個方便未來作進一步研究的系統 。我們藉由北方、西方轉漬等分析，知道轉型細胞株可成功地轉錄及轉譯 所送入的 V-PPase，同時我們也證實酵母菌表現出來的V-PPase，不僅具 有水解功能，也可執行質子移位。