Хранилище (органелла) - Vault (organelle)

Частица Убежища
穹窿 体 .jpg
Строение комплекса Vault из печени крысы.[1]
Идентификаторы
СимволСвод
PfamPF01505
ИнтерПроIPR002499
PROSITEPDOC51224

В свод или же сводчатый цитоплазматический рибонуклеопротеин это эукариотический органелла функция которого полностью не изучена. Обнаружен и изолирован Нэнси Кедерша и Леонард Рим в 1986 г.[2] своды представляют собой цитоплазматические органеллы, которые при отрицательном окрашивании и просмотре под электронным микроскопом напоминают арки сводчатого потолка собора с 39-кратным (или D39d) симметрия.[1] Они присутствуют во многих типах эукариотических клеток и, по-видимому, очень консервативны среди эукариоты.[3]

Морфология

Своды большие рибонуклеопротеин частицы. Примерно в 3 раза больше рибосома и весом около 13 МДа, они содержатся в большинстве эукариотических клетки и все высшие эукариоты. Они измеряют 34 нм на 60 морских миль от отрицательное пятно, 26 нм на 49 нм от криоэлектронная микроскопия, и 35 нм на 59 нм от КОРЕНЬ.[4] Хранилища состоят в основном из белки, что затрудняет окрашивание обычными методами. Структура белка состоит из внешней оболочки, состоящей из 78 копий ~ 100 кДа. белок главного свода (MVP). Внутри находятся два связанных белка хранилища, TEP1 и VPARP. TEP1, также известный как белок 1, связанный с теломеразой,[5] составляет 290 кДа, а VPARP (также известный как PARP4) связан с поли (АДФ-рибоза) полимеразой (PARP) и составляет 193 кДа.[6] Хранилища высших эукариот также содержат один или несколько мелких хранилище РНК (вРНК, также известные как втРНК) из 86–141 оснований внутри.[7]

Функция

Несмотря на то, что это не было полностью выяснено, хранилища были связаны с ядерные поровые комплексы и их восьмиугольная форма, кажется, подтверждает это.[8][9] Своды вовлечены в широкий спектр клеточных функций, включая ядерно-цитоплазматический транспорт, локализацию мРНК, устойчивость к лекарствам, передачу сигналов клеток, сборку ядерных пор и врожденный иммунитет.[10] Каждый из трех белков хранилища (MVP, VPARP и TEP1) был отключен у мышей индивидуально и в комбинации (VPARP и TEP1).[11][12][13] 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.[14] Единственным фенотипом, наблюдаемым при двойном нокауте Dictyostelium, была задержка роста в условиях пищевого стресса.[15] Если хранилища задействованы в важных 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 выражены в рак пациенты, которым был поставлен диагноз множественная лекарственная устойчивость, это сопротивление многим химиотерапия лечения.[16] Хотя это не доказывает, что увеличение количества хранилищ привело к лекарственной устойчивости, это все же намекает на какое-то вмешательство. Это имеет потенциал для открытия механизмов лекарственной устойчивости опухолевых клеток и улучшения противоопухолевых препаратов.[14]

Эволюционное сохранение

Хранилища были обнаружены в млекопитающие, амфибии, птицы и Dictyostelium discoideum.[3] Модель Vault, используемая Pfam база данных идентифицирует гомологи в Paramecium tetraurelia, Кинетопластида, много позвоночные, а книдариец (звездочка морской анемон ), моллюски, Trichoplax adhaerens, плоские черви, Эхинококк гранулезный и Хоанофлагеллята.[17]

Хотя хранилища наблюдались у многих видов эукариот, некоторые виды, по-видимому, не имеют рибонуклеопротеина. К ним относятся:[18]

Эти четыре вида модельные организмы для растений, нематод, генетики животных и грибов соответственно. Несмотря на эти исключения, высокая степень сходства хранилищ у организмов, у которых они есть, предполагает определенное эволюционное значение.[3]

Vault Engineering

В Рим лаборатория в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе сотрудничала с рядом групп, чтобы использовать бакуловирус система для производства большого количества хранилищ. Когда белок главного свода (MVP) экспрессируется в клетках насекомых, частицы хранилища собираются на полирибосомы в цитоплазме.[19] Используя молекулярно-генетические методы для модификации гена, кодирующего главный белок хранилища, были получены частицы хранилища с химически активными веществами. пептиды прилагается к их последовательности. Эти модифицированные белки встраиваются 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.[15] Был произведен ряд модифицированных частиц хранилища, чтобы проверить концепцию того, что хранилища могут быть био-инженерные, чтобы позволить их использование в широком спектре биологических приложений, включая доставки лекарств, биологические сенсоры, доставка ферментов, контролируемый выпуск, и восстановление окружающей среды.

Хранилище было упаковано с хемокин для потенциального использования для активации иммунной системы для борьбы с раком легких, и этот подход прошел первую фазу испытаний.[20][21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Танака Х, Като К., Ямасита Э, Сумизава Т., Чжоу И, Яо М., Ивасаки К., Йошимура М., Цукихара Т. (январь 2009 г.). «Структура свода печени крысы при разрешении 3,5 ангстрем». Наука. 323 (5912): 384–8. Bibcode:2009Научный ... 323..384Т. Дои:10.1126 / science.1164975. PMID  19150846.
  2. ^ Кедерша Н.Л., Рим Л.Х. (сентябрь 1986 г.). «Выделение и характеристика новой частицы рибонуклеопротеина: большие структуры содержат один вид малой РНК». Журнал клеточной биологии. 103 (3): 699–709. Дои:10.1083 / jcb.103.3.699. ЧВК  2114306. PMID  2943744.
  3. ^ а б c Кедерша Н.Л., Микель М.К., Биттнер Д., Рим, Л.Х. (апрель 1990 г.). «Своды. II. Рибонуклеопротеиновые структуры высоко консервативны среди высших и низших эукариот». Журнал клеточной биологии. 110 (4): 895–901. Дои:10.1083 / jcb.110.4.895. ЧВК  2116106. PMID  1691193.
  4. ^ Кедерша Н.Л., Хойзер Д.Е., Чугани, округ Колумбия, Рим, Л.Х. (январь 1991 г.). "Хранилища. III. Частицы рибонуклеопротеина Хранилища раскрываются в похожие на цветы структуры с восьмиугольной симметрией". Журнал клеточной биологии. 112 (2): 225–35. Дои:10.1083 / jcb.112.2.225. ЧВК  2288824. PMID  1988458.
  5. ^ Кикхофер В.А., Стивен А.Г., Харрингтон Л., Робинсон МО, Рим Л.Х. (ноябрь 1999 г.). «Хранилища и теломераза имеют общую субъединицу, TEP1». Журнал биологической химии. 274 (46): 32712–7. Дои:10.1074 / jbc.274.46.32712. PMID  10551828.
  6. ^ Кикхофер В.А., Шива А.С., Кедерша Н.Л., Инман Э.М., Руланд С., Штреули М., Рим Л.Х. (сентябрь 1999 г.). «Белок свода 193 кДа, VPARP, представляет собой новую поли (АДФ-рибоза) полимеразу». Журнал клеточной биологии. 146 (5): 917–28. Дои:10.1083 / jcb.146.5.917. ЧВК  2169495. PMID  10477748.
  7. ^ ван Зон А., Моссинк М. Х., Шепер Р. Дж., Сонневельд П., Вимер Е. А. (сентябрь 2003 г.). «Подземный комплекс». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 60 (9): 1828–37. Дои:10.1007 / s00018-003-3030-л. PMID  14523546.
  8. ^ Чугани, округ Колумбия, Рим, слева, Кедерша, Нидерланды (сентябрь 1993 г.). «Доказательства того, что сводные частицы рибонуклеопротеина локализуются в комплексе ядерных пор». Журнал клеточной науки. 106 (Pt 1): 23–9. PMID  8270627.
  9. ^ Анвин П.Н., Миллиган Р.А. (апрель 1982 г.). «Крупная частица, связанная с периметром комплекса ядерных пор». Журнал клеточной биологии. 93 (1): 63–75. Дои:10.1083 / jcb.93.1.63. ЧВК  2112107. PMID  7068761.
  10. ^ Бергер В., Штайнер Э., Груш М., Эльблинг Л., Микше М. (январь 2009 г.). «Хранилища и главный белок хранилища: новые роли в регуляции сигнальных путей и иммунитета». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 66 (1): 43–61. Дои:10.1007 / s00018-008-8364-z. PMID  18759128.
  11. ^ Кикхофер В.А., Лю Ю., Конг Л. Б., Сноу Б. Е., Стюарт П. Л., Харрингтон Л., Рим Л. Х. (январь 2001 г.). «Теломераза / белок TEP1, связанный с хранилищем, необходим для стабильности РНК хранилища и его ассоциации с частицей хранилища». Журнал клеточной биологии. 152 (1): 157–64. Дои:10.1083 / jcb.152.1.157. ЧВК  2193651. PMID  11149928.
  12. ^ Лю Й., Сноу Б.Е., Ханде М.П., ​​Баерлохер Г., Кикхофер В.А., Йунг Д., Уэйкхэм А., Ити А., Сидеровски Д.П., Лансдорп П.М., Робинсон М.О., Харрингтон Л. (ноябрь 2000 г.). «Теломеразно-связанный белок TEP1 не важен для активности теломеразы или поддержания длины теломер in vivo». Молекулярная и клеточная биология. 20 (21): 8178–84. Дои:10.1128 / mcb.20.21.8178-8184.2000. ЧВК  86427. PMID  11027287.
  13. ^ Моссинк М.Х., ван Зон А., Френцель-Луитен Э., Шестер М., Кикхофер В.А., Шеффер Г.Л., Шепер Р.Дж., Сонневельд П., Вимер Э.А. (декабрь 2002 г.). «Нарушение работы гена главного белка свода мыши (MVP / LRP) не вызывает гиперчувствительности к цитостатикам». Исследования рака. 62 (24): 7298–304. PMID  12499273.
  14. ^ а б Kickhoefer VA, Vasu SK, Rome LH (май 1996 г.). «Хранилища - это ответ, в чем вопрос?». Тенденции в клеточной биологии. 6 (5): 174–8. Дои:10.1016/0962-8924(96)10014-3. PMID  15157468.
  15. ^ а б Рим Л.Х., Кикхофер В.А. (февраль 2013 г.). «Развитие хранилища частиц как платформенной технологии». САУ Нано. 7 (2): 889–902. Дои:10.1021 / nn3052082. PMID  23267674.
  16. ^ Моссинк М.Х., ван Зон А., Шепер Р.Дж., Сонневельд П., Вимер Е.А. (октябрь 2003 г.). "Хранилища: частица рибонуклеопротеина, участвующая в лекарственной устойчивости?". Онкоген. 22 (47): 7458–67. Дои:10.1038 / sj.onc.1206947. PMID  14576851.
  17. ^ http://pfam.xfam.org/family/PF01505 Major Vault Protein Repeat Семейство Pfam
  18. ^ Рим Л., Кедерша Н., Чугани Д. (август 1991 г.). «Отпирание хранилищ: органеллы в поисках функции». Тенденции в клеточной биологии. 1 (2–3): 47–50. Дои:10.1016 / 0962-8924 (91) 90088-Q. PMID  14731565.
  19. ^ Мразек Дж., Тосо Д., Рязанцев С., Чжан Х, Чжоу Ж., Фернандес BC, Кикхофер В.А., Рим Л.Х. (ноябрь 2014 г.). «Полирибосомы - это молекулярные 3D-нанопринтеры, которые организуют сборку частиц хранилища». САУ Нано. 8 (11): 11552–9. Дои:10.1021 / nn504778h. ЧВК  4245718. PMID  25354757.
  20. ^ Шарма С., Чжу Л., Шривастава М.К., Харрис-Уайт М., Хуанг М., Ли Дж. М., Розен Ф., Ли Дж., Ван Дж., Кикхофер В., Рим Л. Х., Барателли Ф., Сент-Джон М., Реккамп К., Чул-Янг С., Хиллинджер С., Стритер Р., Дубинетт С. (январь 2013 г.). «CCL21 Хемокиновая терапия рака легких». Международные тенденции в иммунитете. 1 (1): 10–15. ЧВК  4175527. PMID  25264541.
  21. ^ Kar UK, Srivastava MK, Andersson A, Baratelli F, Huang M, Kickhoefer VA, Dubinett SM, Rome LH, Sharma S (май 2011 г.). «Новая нанокапсула с CCL21-сводом внутриопухолевой доставки ингибирует рост рака легких». PLOS ONE. 6 (5): e18758. Bibcode:2011PLoSO ... 618758K. Дои:10.1371 / journal.pone.0018758. ЧВК  3086906. PMID  21559281.

внешняя ссылка