Хранилище (органелла) - Vault (organelle)

Хранилище, N-концевой повторяющийся домен
穹窿 体 .jpg
Строение комплекса Vault из печени крысы.
Идентификаторы
Условное обозначение Сейф
Pfam PF01505
ИнтерПро IPR002499
ПРОФИЛЬ PDOC51224

Хранилища или хранилище цитоплазматических рибонуклеопротеиновым являются эукариотической органеллой , функция которого еще полностью не изучена. Обнаруженные и выделенные Нэнси Кедерша и Леонардом Римом в 1986 году своды представляют собой цитоплазматические органеллы, которые при негативном окрашивании и просмотре под электронным микроскопом напоминают арки сводчатого потолка собора с 39-кратной (или D39d) симметрией . Они присутствуют во многих типах эукариотических клеток и, по-видимому, высоко консервативны среди эукариот .

Морфология

Своды представляют собой крупные частицы рибонуклеопротеидов . Они примерно в 3 раза больше рибосомы и весят примерно 13 М Да , они обнаруживаются в большинстве эукариотических клеток и всех высших эукариотах. Они измеряют 34 нм на 60 нм от отрицательного пятна , 26 нм на 49 нм от криоэлектронной микроскопии и 35 нм на 59 нм от STEM . Хранилища состоят в основном из белков , что затрудняет окрашивание обычными методами.

Состав

Структура белка состоит из внешней оболочки, состоящей из 78 копий белка главного свода (MVP) ~ 100 кДа . Внутри находятся два связанных белка хранилища, TEP1 и VPARP . TEP1, также известный как связанный с теломеразой белок 1, имеет массу 290 кДа, а VPARP (также известный как PARP4) связан с поли- (АДФ-рибозой) полимеразой (PARP) и составляет 193 кДа. Хранилища высших эукариот также содержат одну или несколько небольших РНК хранилища (вРНК, также известные как втРНК) из 86–141 основания внутри.

Подблоки MVP составлены лицом к лицу, причем N-концы каждого полусферы обращены друг к другу. От N-конца к C-концу субъединица MVP складывается в 9 повторяющихся доменов, 1 плечевой домен, похожий на band7, 1 домен кап-спирали и 1 домен кэп-кольца, что соответствует форме сводной оболочки. VPARP расположен в повторяющемся домене №4. TEP1, который сам по себе является кольцом из-за повтора WD40 , связывается с кэп-доменом с одним конкретным типом вРНК, закупоривающим кэп.

Функция

Несмотря на то, что это не было полностью выяснено, своды были связаны с комплексами ядерных пор, и их восьмиугольная форма, по-видимому, подтверждает это. Своды вовлечены в широкий спектр клеточных функций, включая ядерно-цитоплазматический транспорт, локализацию мРНК, лекарственную устойчивость, передачу сигналов клеток, сборку ядерных пор и врожденный иммунитет. Каждый из трех белков хранилища (MVP, VPARP и TEP1) был отключен по отдельности и в комбинации (VPARP и TEP1) у мышей. Все мыши с нокаутом жизнеспособны, и никаких серьезных фенотипических изменений не наблюдалось. Dictyostelium кодирует три разных MVP, два из которых были выбиты по отдельности или в комбинации. Единственным фенотипом, наблюдаемым у двойного нокаута Dictyostelium, была задержка роста в условиях пищевого стресса. Если хранилища участвуют в основных клеточных функциях, вполне вероятно, что существуют избыточные системы, которые могут уменьшить их потерю.

Связь с раком

В конце 1990-х исследователи обнаружили, что своды (особенно MVP) были чрезмерно экспрессированы у онкологических больных, у которых была диагностирована множественная лекарственная устойчивость , то есть устойчивость ко многим химиотерапевтическим методам лечения. Хотя это не доказывает, что увеличение количества хранилищ привело к лекарственной устойчивости, это все же намекает на какую-то причастность. Это имеет потенциал для открытия механизмов устойчивости опухолевых клеток к лекарствам и улучшения противоопухолевых препаратов.

Эволюционное сохранение

Хранилища были обнаружены у млекопитающих , земноводных , птиц и Dictyostelium discoideum . Модель Vault, используемая в базе данных Pfam, идентифицирует гомологи у Paramecium tetraurelia , Kinetoplastida , многих позвоночных , книдарии ( морской ветреницы ), моллюсков , Trichoplax adhaerens , плоских червей , Echinococcus granulosus и Choanoflagellate .

Хотя хранилища наблюдались у многих видов эукариот, некоторые виды, по-видимому, не имеют рибонуклеопротеина. Это включает:

Эти четыре вида являются модельными организмами для растений, нематод, генетики животных и грибов соответственно. Несмотря на эти исключения, высокая степень сходства хранилищ у организмов, у которых они есть, подразумевает определенное эволюционное значение.

Гомологи главного белка свода были обнаружены компьютерными методами у бактерий. Последовательности цианбактерий кажутся наиболее похожими. Pfam также может идентифицировать некоторые такие гомологи.

Инженерное хранилище

Рим лаборатория в Лосе - Анджелесе сотрудничает с рядом групп используют бакуловирус систему для получения больших количеств сводов. Когда основной белок свода (MVP) экспрессируется в клетках насекомых, частицы свода собираются на полирибосомах в цитоплазме. Используя молекулярно-генетические методы для модификации гена, кодирующего основной белок хранилища, были получены частицы хранилища с химически активными пептидами, присоединенными к их последовательности. Эти модифицированные белки включаются внутрь частицы хранилища без изменения ее основной структуры. Белки и пептиды также могут быть упакованы в хранилища путем присоединения упаковочного домена, полученного из белка VPARP. Был произведен ряд модифицированных частиц хранилища, чтобы проверить концепцию, согласно которой хранилища могут быть сконструированы с помощью биотехнологии, чтобы их можно было использовать в широком спектре биологических применений, включая доставку лекарств , биологические датчики, доставку ферментов, контролируемое высвобождение и восстановление окружающей среды .

Хранилище было упаковано с хемокином для потенциального использования для активации иммунной системы для борьбы с раком легких, и этот подход прошел фазу I испытаний.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки