ジチオール酸化活性を有する新規なダイズ蛋白質ジスルフィドイソメラーゼファミリー蛋白質の発見GmPDIL6の同定と特徴付け

A novel soybean protein disulfide isomerase family protein possesses dithiol oxidation activity: Identification and characterization of GmPDIL6.

• Aya Okuda
• Motonori Matsusaki
• Taro Masuda
• Ken Morishima
• Nobuhiro Sato
• Rintaro Inoue
• Masaaki Sugiyama
• Reiko Urade

抄録

小胞体（小胞体）で合成された分泌タンパク質や膜タンパク質は、ジスルフィドイソメラーゼ（PDI）ファミリータンパク質によって触媒される分子内ジスルフィド結合を介して酸化的に折り畳まれている。ここで、我々は、新規なダイズPDIファミリータンパク質であるGmPDIL6を同定した。GmPDIL6 は、N 末端シグナルペプチドと活性中心（CKHC）を持つ単一のチオレドキシンドメインを持つ。組換えGmPDIL6は、鉄を結合した様々なオリゴマーを形成する。鉄と結合したオリゴマー、または鉄と結合していないオリゴマー、およびモノマーは、他のダイズPDIファミリータンパク質と同等のジチオールオキシダーゼ活性レベルを示した。しかし、それらはジスルフィド還元酵素活性を示さず、極めて低い酸化的リフォールディング活性を示した。興味深いことに、GmPDIL6は主に種子貯蔵タンパク質の合成中に子葉で発現し、ERストレス下ではGmPDIL6のmRNAがアップレギュレーションされた。GmPDIL6は、新生タンパク質のジスルフィド結合形成に関与している可能性が示唆された。

Secretory and membrane proteins synthesized in the endoplasmic reticulum (ER) are folded with intramolecular disulfide bonds, viz. oxidative folding, catalyzed by the protein disulfide isomerase (PDI) family proteins. Here, we identified a novel soybean PDI family protein, GmPDIL6. GmPDIL6 has a single thioredoxin-domain with a putative N-terminal signal peptide and an active center (CKHC). Recombinant GmPDIL6 forms various oligomers binding iron. Oligomers with or without iron binding, and monomers exhibited a dithiol oxidase activity level comparable to those of other soybean PDI family proteins. However, they displayed no disulfide reductase and extremely low oxidative refolding activity. Interestingly, GmPDIL6 was mainly expressed in the cotyledon during synthesis of seed storage proteins and GmPDIL6 mRNA was upregulated under ER stress. GmPDIL6 may play a role in the formation of disulfide bonds in nascent proteins for oxidative folding in the ER.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the Japanese Biochemical Society. All rights reserved.