Нанокомпьютер инкапсулина - Encapsulin nanocompartment

Кристаллическая структура Thermotoga maritima инкапсулин. Запись PDB 3dkt

Нанокомпьютеры инкапсулина, или же белковые клетки инкапсулина, представляют собой сферические бактериальные органеллоподобные компартменты диаметром примерно 25-30 нм, которые участвуют в различных аспектах метаболизма, в частности, в защите бактерий от окислительного стресса. Нанокомпьютеры инкапсулина структурно похожи на Бактериофаг HK97 и их функция зависит от белков, загруженных в нанокомпартмент.[1] Сфера формируется из 60 (для сферы 25 нм) или 180 (для сферы 30 нм) копий одного протомер, называемый инкапсулином. Их структура детально изучена с помощью Рентгеновская кристаллография[2] и криоэлектронная микроскопия.[3]

Было идентифицировано несколько различных типов белков, загружаемых в нанокомпартменты инкапсулина. Пероксидазы или белки, подобные ферритины являются двумя наиболее распространенными типами грузовых белков.[4] В то время как большинство нанокомпонентов инкапсулина содержат только один тип грузового белка, у некоторых видов загружены два или три типа грузовых белков.[2][3][4]

Инкапсулины очищенные от Rhodococcus jostii возможность сборки и разборки при изменении pH. В собранном состоянии отсек усиливает активность своего груза - фермента пероксидазы.[5]

Использование в качестве платформы для биоинженерии

В последнее время нанокомпартменты инкапсулина начали вызывать значительный интерес со стороны биоинженеров из-за их способности обеспечивать адресную доставку лекарств, белков и мРНК к конкретным интересующим клеткам.[6][7][8]

Рекомендации

  1. ^ Николс, Роберт Дж .; Кэссиди-Амстуц, Калеб; Чайджарасфонг, Тхаватчай; Сэвидж, Дэвид Ф. (октябрь 2017 г.). «Инкапсулины: молекулярная биология оболочки». Критические обзоры в биохимии и молекулярной биологии. 52 (5): 583–594. Дои:10.1080/10409238.2017.1337709. ISSN  1549-7798. PMID  28635326. S2CID  205695184.
  2. ^ а б Саттер, М; Boehringer, D; Гутманн, S; Günther, S; Прангишвили, Д; Лесснер, MJ; Стеттер, КО; Вебер-Бан, Э; Ban, N (сентябрь 2008 г.). «Структурные основы инкапсуляции фермента в бактериальный нанокомпартмент». Структурная и молекулярная биология природы. 15 (9): 939–47. Дои:10.1038 / nsmb.1473. HDL:20.500.11850/150838. PMID  19172747. S2CID  205522743.
  3. ^ а б МакХью, Калифорния; Фонтана, Дж; Nemecek, D; Cheng, N; Аксюк А.А.; Heymann, JB; Винклер, округ Колумбия; Лам, А.С.; Wall, JS; Стивен, AC; Hoiczyk, E (1 сентября 2014 г.). «Нанокомплект вирусного капсида, который хранит железо и защищает бактерии от окислительного стресса». Журнал EMBO. 33 (17): 1896–911. Дои:10.15252 / embj.201488566. ЧВК  4195785. PMID  25024436.
  4. ^ а б Giessen, Tobias W .; Серебро, Памела А. (06.03.2017). «Широкое распространение нанокомпонентов инкапсулина обнаруживает функциональное разнообразие». Природная микробиология. 2 (6): 17029. Дои:10.1038 / nmicrobiol.2017.29. ISSN  2058-5276. PMID  28263314. S2CID  5549808.
  5. ^ Рахманпур, Рахман; Багг, Тимоти Д. Х. (01.05.2013). «Сборка in vitro инкапсулина Rhodococcus jostii RHA1 и пероксидазы DypB с образованием нанокомпартмента» (PDF). Журнал FEBS. 280 (9): 2097–2104. Дои:10.1111 / фев.12234. ISSN  1742-4658. PMID  23560779.
  6. ^ Corchero, José L; Седано, Хуан (2011). «Самособирающиеся внутриклеточные бактериальные органеллы на основе белков: новые носители для инкапсуляции, нацеливания и доставки терапевтических грузов». Фабрики микробных клеток. 10 (1): 92. Дои:10.1186/1475-2859-10-92. ЧВК  3247854. PMID  22046962.
  7. ^ Луна, H; Ли, Дж; Kim, H; Хео, S; Мин, Дж; Канг, S (2014). «Генетическая инженерия наночастиц инкапсулиновой белковой клетки в качестве оптического нанозонда, нацеленного на клетки SCC-7». Исследования биоматериалов. 18: 21. Дои:10.1186/2055-7124-18-21. ЧВК  4552281. PMID  26331071.
  8. ^ Тамура, А; Фукутани, Й; Таками, Т; Fujii, M; Накагучи, Y; Мураками, Й; Ногучи, К; Йода, М; Odaka, M (январь 2015). «Упаковка гостевых белков в нанокомпартмент инкапсулина из Rhodococcus erythropolis N771». Биотехнологии и биоинженерия. 112 (1): 13–20. Дои:10.1002 / бит. 25322. PMID  24981030. S2CID  205504195.