Skarbiec (organelle) - Vault (organelle)

Krypta, N-końcowa domena powtarzalna
.jpg
Struktura kompleksu Vault z wątroby szczura.
Identyfikatory
Symbol Sklepienie
Pfam PF01505
InterPro IPR002499
PROSITE PDOC51224

Sklepienie lub sklepienie cytoplazmatycznej rybonukleoproteina jest eukariotyczna organelli którego funkcja nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe. Odkryte i wyizolowane przez Nancy Kedersha i Leonarda Rome w 1986 roku, sklepienia są organellami cytoplazmatycznymi, które po wybarwieniu negatywu i oglądaniu pod mikroskopem elektronowym przypominają łuki sklepienia katedry z 39-krotną (lub D39d) symetrią . Są obecne w wielu typach komórek eukariotycznych i wydają się być wysoce konserwatywne wśród eukariontów .

Morfologia

Krypty to duże cząsteczki rybonukleoproteinowe . Około 3 razy większe od rybosomu i ważące około 13 M Da , znajdują się w większości komórek eukariotycznych i wszystkich wyższych eukariontach. Mierzą 34 nm na 60 nm z barwienia ujemnego , 26 nm na 49 nm z mikroskopii krioelektronowej i 35 nm na 59 nm z STEM . Krypty składają się głównie z białek , co utrudnia barwienie konwencjonalnymi technikami.

Struktura

Struktura białkowa składa się z zewnętrznej powłoki złożonej z 78 kopii białka głównego krypty (MVP) o masie ~100 kDa . Wewnątrz znajdują się dwa powiązane białka krypty, TEP1 i VPARP . TEP1, znany również jako białko 1 związane z telomerazą, ma 290 kDa, a VPARP (znany również jako PARP4) jest spokrewniony z polimerazą poli-(ADP-rybozy) (PARP) i ma 193 kDa. Krypty z wyższych eukariontów zawierają również jeden lub kilka małych RNA krypty (vRNA, znanych również jako vtRNA) o 86-141 zasadach.

Podjednostki MVP składają się naprzeciw siebie, przy czym N-końce każdej półsklepu są skierowane do siebie. Od N-końca do C-końca, podjednostka MVP fałduje się w 9 domen powtórzonych, 1 domenę barkową podobną do pasma 7, 1 domenę helisy czapeczki i 1 domenę pierścienia czapeczki, odpowiadające kształtowi skorupy krypty. VPARP znajduje się w powtórzonej domenie #4. TEP1, sam w sobie pierścień ze względu na powtórzenie WD40 , wiąże się z domeną czapeczki, z jednym szczególnym rodzajem vRNA zatykającym czapkę.

Funkcjonować

Pomimo tego, że nie zostały w pełni wyjaśnione, sklepienia zostały powiązane z kompleksami porów jądrowych, a ich ośmiokątny kształt wydaje się to potwierdzać. Krypty są zaangażowane w szeroki zakres funkcji komórkowych, w tym transport jądrowo-cytoplazmatyczny, lokalizację mRNA, lekooporność, sygnalizację komórkową, tworzenie porów jądrowych i odporność wrodzoną. Każde z trzech białek krypty (MVP, VPARP i TEP1) zostało znokautowane u myszy indywidualnie i w połączeniu (VPARP i TEP1). Wszystkie myszy z nokautem są zdolne do życia i nie zaobserwowano żadnych większych zmian fenotypowych. Dictyostelium koduje trzy różne MVP, z których dwa zostały wyeliminowane pojedynczo i w połączeniu. Jedynym fenotypem zaobserwowanym w przypadku podwójnego nokautu Dictyostelium było opóźnienie wzrostu pod wpływem stresu żywieniowego. Jeśli skarbce są zaangażowane w podstawowe funkcje komórkowe, wydaje się prawdopodobne, że istnieją systemy nadmiarowe, które mogą złagodzić ich utratę.

Związek z rakiem

Pod koniec lat 90. naukowcy odkryli, że krypty (zwłaszcza MVP) były nadmiernie wyrażane u pacjentów z rakiem, u których zdiagnozowano oporność wielolekową , czyli oporność na wiele metod chemioterapii . Chociaż nie dowodzi to, że zwiększona liczba skarbców prowadziła do lekooporności, wskazuje na pewien rodzaj zaangażowania. Ma to potencjał w odkrywaniu mechanizmów stojących za lekoopornością w komórkach nowotworowych i ulepszaniu leków przeciwnowotworowych.

Ochrona ewolucyjna

Krypty zostały zidentyfikowane u ssaków , płazów , ptaków i Dictyostelium discoideum . Model Vault wykorzystywane przez pfam identyfikuje baza homologów w Paramecium tetraurelia , Kinetoplastida , wielu kręgowców , o cnidarian ( gwiazdka morski anemon ), mięczaków , płaskowce adhaerens , płazińce , Echinococcus granulosus i wiciowce kołnierzykowe .

Chociaż sklepienia zaobserwowano u wielu gatunków eukariotycznych, kilka gatunków wydaje się nie mieć rybonukleoproteiny. Obejmują one:

Te cztery gatunki są organizmami modelowymi odpowiednio dla roślin, nicieni, genetyki zwierząt i grzybów. Pomimo tych wyjątków, wysoki stopień podobieństwa sklepień w organizmach, które je posiadają, sugeruje pewne znaczenie ewolucyjne.

Homologów głównego białka krypty znaleziono obliczeniowo w bakteriach. Najbardziej podobne są sekwencje cyjanobakterii. Pfam jest również w stanie zidentyfikować niektóre takie homologi.

Inżynieria skarbca

Rzym laboratorium UCLA współpracował z wieloma grupami do korzystania z bakulowirusowego systemu do produkcji dużych ilości sklepienia. Kiedy główne białko krypty (MVP) ulega ekspresji w komórkach owadzich, cząstki krypty są gromadzone na polirybosomach w cytoplazmie. Dzięki zastosowaniu technik genetyki molekularnej do modyfikacji genu kodującego główne białko krypty, wytworzono cząstki krypty z chemicznie aktywnymi peptydami dołączonymi do ich sekwencji. Te zmodyfikowane białka są włączane do wnętrza cząstki krypty bez zmiany jej podstawowej struktury. Białka i peptydy można również pakować do krypt przez dołączenie domeny pakującej pochodzącej z białka VPARP. Wyprodukowano wiele zmodyfikowanych cząstek krypty w celu przetestowania koncepcji, że krypty mogą być poddane bioinżynierii, aby umożliwić ich wykorzystanie w wielu różnych zastosowaniach biologicznych, w tym dostarczaniu leków , czujnikach biologicznych, dostarczaniu enzymów, kontrolowanemu uwalnianiu i remediacji środowiska .

W skarbcu umieszczono chemokinę do potencjalnego wykorzystania do aktywacji układu odpornościowego w celu zaatakowania raka płuc, a podejście to zostało poddane próbom I fazy.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki