Integral Membrane Protein Sorting to Vacuoles in Plant Cells: Evidence for Two Pathways

液泡 高尔基体 细胞生物学 生物 细胞器 整体膜蛋白 内体 细胞质 液泡蛋白分选 膜蛋白 蛋白质靶向 跨膜蛋白 生物化学 细胞内 内质网 受体
作者
Liwen Jiang,John C. Rogers
出处
期刊:Journal of Cell Biology [The Rockefeller University Press]
卷期号:143 (5): 1183-1199 被引量:221
标识
DOI:10.1083/jcb.143.5.1183
摘要

Plant cells may contain two functionally distinct vacuolar compartments. Membranes of protein storage vacuoles (PSV) are marked by the presence of α-tonoplast intrinsic protein (TIP), whereas lytic vacuoles (LV) are marked by the presence of γ-TIP. Mechanisms for sorting integral membrane proteins to the different vacuoles have not been elucidated. Here we study a chimeric integral membrane reporter protein expressed in tobacco suspension culture protoplasts whose traffic was assessed biochemically by following acquisition of complex Asn-linked glycan modifications and proteolytic processing, and whose intracellular localization was determined with confocal immunofluorescence. We show that the transmembrane domain of the plant vacuolar sorting receptor BP-80 directs the reporter protein via the Golgi to the LV prevacuolar compartment, and attaching the cytoplasmic tail (CT) of γ-TIP did not alter this traffic. In contrast, the α-TIP CT prevented traffic of the reporter protein through the Golgi and caused it to be localized in organelles separate from ER and from Golgi and LV prevacuolar compartment markers. These organelles had a buoyant density consistent with vacuoles, and α-TIP protein colocalized in them with the α-TIP CT reporter protein when the two were expressed together in protoplasts. These results are consistent with two separate pathways to vacuoles for membrane proteins: a direct ER to PSV pathway, and a separate pathway via the Golgi to the LV.

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