Vault (organela) - Vault (organelle)

Vault, opakovací doména N-terminálu
穹窿 体 .jpg
Struktura komplexu Vault z krysích jater.
Identifikátory
Symbol Klenba
Pfam PF01505
InterPro IPR002499
PROSITE PDOC51224

Klenba nebo klenby cytoplazmatické ribonucleoprotein je eukaryotní organela , jehož funkce není dosud zcela objasněn. Objeveny a izolované Nancy Kedershou a Leonardem Římem v roce 1986, klenby jsou cytoplazmatické organely, které při negativním barvení a pohledu pod elektronovým mikroskopem připomínají oblouky klenutého stropu katedrály s 39násobnou (nebo D39d) symetrií . Jsou přítomny v mnoha typech eukaryotických buněk a mezi eukaryoty se jeví jako vysoce konzervované .

Morfologie

Trezory jsou velké částice ribonukleoproteinu . Asi 3krát větší než ribozom a vážící přibližně 13 M Da se nacházejí ve většině eukaryotických buněk a ve všech vyšších eukaryotech. Měří 34 nm x 60 nm od negativního barvení , 26 nm x 49 nm od kryo-elektronové mikroskopie a 35 nm od 59 nm od STEM . Trezory se skládají především z proteinů , což znesnadňuje barvení konvenčními technikami.

Struktura

Struktura proteinu se skládá z vnějšího pláště složeného ze 78 kopií hlavního vaultového proteinu (MVP) ~ 100 KDa . Uvnitř jsou dva přidružené trezorové proteiny, TEP1 a VPARP . TEP1, také známý jako protein 1 spojený s telomerázou, je 290 KDa a VPARP (také známý jako PARP4) souvisí s poly- (ADP-ribóza) polymerázou (PARP) a má 193 KDa. Trezory z vyšších eukaryot také obsahují jednu nebo několik malých trezorových RNA (vRNA, také známých jako vtRNA) s 86–141 bázemi uvnitř.

Podjednotky MVP se skládají hlava-nehlava, přičemž N-konce každé půlklenby stojí proti sobě. Od N-konce k C-konci se podjednotka MVP skládá do 9 opakujících se domén, 1 ramenní domény podobné band7, 1 domény cap-helix a 1 domény cap-ring, což odpovídá tvaru skořepiny trezoru. VPARP se nachází na opakované doméně č. 4. TEP1, samotný kruh v důsledku opakování WD40 , se váže na doménu cap, přičemž jeden konkrétní typ vRNA zaslepuje cap.

Funkce

Navzdory tomu, že nebyly zcela objasněny, byly klenby spojeny s komplexy jaderných pórů a jejich osmiboký tvar to zřejmě podporuje. Trezory se podílejí na celé řadě buněčných funkcí, včetně nukleárně-cytoplazmatického transportu, lokalizace mRNA, rezistence na léčiva, buněčné signalizace, sestavování jaderných pórů a vrozené imunity. Tři proteiny trezoru (MVP, VPARP a TEP1) byly u myší vyřazeny jednotlivě a v kombinaci (VPARP a TEP1). Všechny knockoutované myši jsou životaschopné a nebyly pozorovány žádné velké fenotypové změny. Dictyostelium kóduje tři různé MVP, z nichž dva byly vyřazeny jednotlivě a v kombinaci. Jediným fenotypem pozorovaným u dvojitého knockoutu Dictyostelium byla zpomalení růstu při nutričním stresu. Pokud jsou trezory zapojeny do základních buněčných funkcí, zdá se pravděpodobné, že existují nadbytečné systémy, které mohou zlepšit jejich ztrátu.

Spojení s rakovinou

Na konci devadesátých let vědci zjistili, že trezory (zejména MVP) byly nadměrně exprimovány u pacientů s rakovinou, u nichž byla diagnostikována rezistence vůči více léčivům , to je rezistence vůči mnoha chemoterapiím . Ačkoli to nedokazuje, že zvýšený počet trezorů vedl k rezistenci vůči drogám, naznačuje to určitý druh zapojení. To má potenciál při objevování mechanismů rezistence na léky v nádorových buňkách a zlepšování protirakovinných léků.

Evoluční ochrana

Klenby byly identifikovány u savců , obojživelníků , ptáků a Dictyostelium discoideum . Model Vault používají pfam databáze určuje homologů v Paramecium tetraurelia , Kinetoplastida , mnoho obratlovců , což cnidarian ( hvězdička sasanky ), měkkýšů , Trichoplax adhaerens , ploštěnci , Echinococcus granulosus a Choanoflagellate .

Ačkoli byly u mnoha eukaryotických druhů pozorovány klenby, u několika druhů se nezdá, že by měly ribonukleoprotein. Tyto zahrnují:

Tyto čtyři druhy jsou modelovými organismy pro rostliny, nematody, živočišnou genetiku a houby. Navzdory těmto výjimkám vysoký stupeň podobnosti trezorů v organismech, které je mají, naznačuje určitý evoluční význam.

V bakteriích byly výpočetně nalezeny homology hlavního proteinu trezoru. Sekvence cyanbakterií vypadají nejpodobněji. Pfam je také schopen identifikovat některé takové homology.

Vault engineering

Řím laboratoř na UCLA spolupracoval s řadou skupin, používají bakulovirového systému produkovat velké množství klenby. Když je hlavní trezorový protein (MVP) exprimován v hmyzích buňkách, částice trezoru se shromáždí na polyribozomech v cytoplazmě. Použitím molekulárně genetických technik k modifikaci genu kódujícího hlavní protein trezoru byly vyrobeny částice trezoru s chemicky aktivními peptidy připojenými k jejich sekvenci. Tyto modifikované proteiny jsou začleněny do vnitřku částice trezoru, aniž by se změnila její základní struktura. Proteiny a peptidy mohou být také zabaleny do trezorů připojením balící domény odvozené z VPARP proteinu. Byla vyrobena řada modifikovaných trezorových částic za účelem testování konceptu, že trezory mohou být biologicky upraveny tak, aby umožňovaly jejich použití v celé řadě biologických aplikací, včetně podávání léčiv , biologických senzorů, dodávání enzymů, řízeného uvolňování a sanace životního prostředí .

Trezor byl zabalen s chemokiny pro potenciální použití k aktivaci imunitního systému k útoku na rakovinu plic a tento přístup prošel zkouškami fáze I.

Viz také

Reference

externí odkazy