Three cDNAs encoding different isoforms of ADP-glucose pyrophosphorylase large subunits were isolated and characterized from tomato plants. Three clones, designated AgpL1, AgpL2, and AgpL3 were 2019, 2105, and 1850 bp, respectively. Each of the clones had a long, uninterrupted open reading frame (ORF) with a start codon at the 5' region and different copies of polyadenylation signal at the 3' region, deriving 57-58 kDa polypeptide. The ORFs of AgpL1, AgpL2, and AgpL3 consist of 1554, 1572, and 1548 nucleotides, respectively. Genomic DNA blot analysis suggests that AgpL1 and AgpL2 may be single-copy genes, and AgpL3 be a double-copy gene.
The identities between the deduced amino acid sequences of the isoforms were 67 % (AGPL1-AGPL2), 61% (AGPL1-AGPL3), and 61% (AGPL2-AGPL3). Tomato AGPL1, AGPL2, and AGPL3 showed the highest identities with potato AGPS (98%), AGPS2 (96%), and AGPS3 (96%), respectively. Phylogenetic analysis revealed that the three isoforms were diverged into different branches on molecular evolution of plant AGP large subunits.
The highest expression of AgpL1 occurred in stems and weak expression in roots. Accumulation of AgpL1 transcripts was found even in unpollinated ovaries and sustained at the early stage of fruit development. AgpL2 was expressed in roots and in fruits of all developmental stages investigated, but the expression levels were relatively lower. AgpL3 was exclusively expressed in leaves, whereas AgpL1 and AgpL2 transcripts were not detected in leaves. The present study suggests that the three isoforms of tomato AGP large subunits are organ-specific in their expressions.
토마토로부터 세 종류의 ADP-glucose pyrophosphorylase (AGP) large subunit isoform을 암호화하는 유전자들을 분리하고 분석하였다. AgpL1, AgpL2, 그리고 AgpL3로 명명된 세 유전자는 각각 2019, 2105, 그리고 1850 개의 염기쌍으로 구성되어 있었다. 각 유전자는 57 ~ 58 kD 크기의 폴리펩티드를 암호화하는 하나의open reading frame (ORF)을 구성하고 있었고, 그 3 영역에는 polyadenlyation signal로 추정되는 염기서열을 가지고 있었다. AgpL1, AgpL2, 그리고 AgpL3의 ORF는 각각 1554, 1572, 그리고 1548 개의 염기쌍을 포함하고 있다. 토마토 게놈에 대한 서던 분석 결과로서, AgpL1과 AgpL2는 게놈내에 단일 카피로 존재하고 AgpL3는 이중 카피로 존재할 것이라고 추정된다.
세 AGP 유전자간의 유추 아미노산 서열의 상동성은 67% (AGPL1-AGPL2), 61% (AGPL1-AGPL3), 그리고 61% (AGPL2-AGPL3) 로 조사되었다. 토마토의 AGPL1, AGPL2, 그리고 AGPL3는 각각 감자의 AGPS (98%), AGPS2 (96%), 그리고 AGPS3 (96 %)와 가장 높은 상동성을 보였다. 토마토의 세 유전자는 식물 AGP large subunit의 분자적 진화상 서로 다른 가지로 분화된 것으로 생각된다.
AgpL1 유전자는 토마토의 줄기에서 가장 강하게 발현되었고, 뿌리에서는 상대적으로 약하게 발현되었다. AgpL1의 발현은 미수정된 자방에서도 나타났으며, 과일 발달단계의 초기에까지 이어졌다. AgpL2는 뿌리와 과일에서 발현되었으나, 그 발현정도는 비교적 낮은 수준 이었다. AgpL1과 AgpL2가 잎에서는 발현되지 않는 반면에, AgpL3는 오직 잎에서만 발현되는 것으로 조사되었다. 결과적으로, 토마토의 AGP large subunit유전자들은 발현양상에 있어서 조직특이성을 갖는다.
