Former studies on Arabidopsis glucose-6-phosphate/phosphate translocator isoforms GPT1 and GPT2 reported viability of gpt2 mutants, however an essential function for GPT1, manifesting as a variety of gpt1 defects in the heterozygous state during fertilization/seed set. Among other functions, GPT1 is important for pollen and embryo-sac development. Since previous work on enzymes of the oxidative pentose phosphate pathway (OPPP) revealed comparable effects, we investigated whether GPT1 might dually localize to plastids and peroxisomes. In reporter fusions, GPT2 was found at plastids, but GPT1 also at the endoplasmic reticulum (ER) and around peroxisomes. GPT1 contacted oxidoreductases and also peroxins that mediate import of peroxisomal membrane proteins from the ER, hinting at dual localization. Reconstitution in yeast proteoliposomes revealed that GPT1 preferentially exchanges glucose-6-phosphate for ribulose-5-phosphate. Complementation analyses of heterozygous gpt1 plants demonstrated that GPT2 is unable to compensate for GPT1 in plastids, whereas genomic GPT1 without transit peptide (enforcing ER/peroxisomal localization) increased gpt1 transmission significantly. Since OPPP activity in peroxisomes is essential during fertilization, and immuno-blot analyses hinted at unprocessed GPT1-specific bands, our findings suggest that GPT1 is indispensable at both plastids and peroxisomes. Together with the G6P-Ru5P exchange preference, dual targeting explains why GPT1 exerts functions distinct from GPT2 in Arabidopsis.

以前对拟南芥葡萄糖-6-磷酸酯/磷酸酯转运蛋白亚型GPT1和GPT2的研究报道了gpt2突变体的活力，但对GPT1而言却是必不可少的功能，表现为受精/种子定居过程中杂合状态下的多种gpt1缺陷。在其他功能中，GPT1对花粉和胚囊发育很重要。由于先前对氧化戊糖磷酸途径（OPPP）的酶的研究显示出可比的效果，因此我们研究了GPT1是否可能双重定位于质体和过氧化物酶体。在报道分子融合物中，在质体中发现了GPT2，但在内质网（ER）和过氧化物酶体周围也发现了GPT1。GPT1与氧化还原酶和过氧化物酶接触，过氧化物酶介导过氧化物酶体膜蛋白从ER的导入，暗示了双重定位。酵母蛋白脂质体中的重组显示GPT1优先将6-磷酸葡萄糖换成5-磷酸核糖。杂合的gpt1植物的互补分析表明，GPT2无法补偿质体中的GPT1，而没有转运肽的基因组GPT1（增强ER /过氧化物酶体定位）显着增加了gpt1的传递。由于过氧化物酶体中的OPPP活性在受精过程中至关重要，免疫印迹分析提示未加工的GPT1特异性条带，因此我们的发现表明，质体和过氧化物酶体中GPT1都是必不可少的。与G6P-Ru5P交换偏好一起，双重靶向解释了为什么GPT1在拟南芥中发挥不同于GPT2的功能。杂合的gpt1植物的互补分析表明，GPT2无法补偿质体中的GPT1，而没有转运肽的基因组GPT1（增强ER /过氧化物酶体定位）显着增加了gpt1的传递。由于过氧化物酶体中的OPPP活性在受精过程中至关重要，免疫印迹分析提示未加工的GPT1特异性条带，因此我们的发现表明，质体和过氧化物酶体中GPT1都是必不可少的。与G6P-Ru5P交换偏好一起，双重靶向解释了为什么GPT1在拟南芥中发挥不同于GPT2的功能。杂合的gpt1植物的互补分析表明，GPT2无法补偿质体中的GPT1，而没有转运肽的基因组GPT1（增强ER /过氧化物酶体定位）显着增加了gpt1的传递。由于过氧化物酶体中的OPPP活性在受精过程中至关重要，免疫印迹分析提示未加工的GPT1特异性条带，因此我们的发现表明，质体和过氧化物酶体中GPT1都是必不可少的。与G6P-Ru5P交换偏好一起，双重靶向解释了为什么GPT1在拟南芥中发挥不同于GPT2的功能。由于过氧化物酶体中的OPPP活性在受精过程中至关重要，并且免疫印迹分析提示未加工的GPT1特异性条带，因此我们的发现表明，质体和过氧化物酶体中GPT1都是必不可少的。与G6P-Ru5P交换偏好一起，双重靶向解释了为什么GPT1在拟南芥中发挥不同于GPT2的功能。由于过氧化物酶体中的OPPP活性在受精过程中至关重要，免疫印迹分析提示未加工的GPT1特异性条带，因此我们的发现表明，质体和过氧化物酶体中GPT1都是必不可少的。与G6P-Ru5P交换偏好一起，双重靶向解释了为什么GPT1在拟南芥中发挥不同于GPT2的功能。