Hvelv (organell) - Vault (organelle)

Hvelv, N-terminal gjentatt domene
穹窿 体 .jpg
Struktur av hvelvkomplekset fra rottelever.
Identifikatorer
Symbol Hvelv
Pfam PF01505
InterPro IPR002499
PROSIT PDOC51224

Den hvelv eller hvelv cytoplasmatisk ribonukleoprotein er en eukaryot organell hvis funksjon er ennå ikke fullt ut forstått. Hvelvene ble oppdaget og isolert av Nancy Kedersha og Leonard Roma i 1986, og er cytoplasmiske organeller som, når de er negativt farget og sett under et elektronmikroskop, ligner buene i en katedralens hvelvede tak, med 39 ganger (eller D39d) symmetri . De er tilstede i mange typer eukaryote celler, og ser ut til å være sterkt konservert blant eukaryoter .

Morfologi

Hvelv er store ribonukleoproteinpartikler . Omtrent 3 ganger størrelsen på et ribosom og som veier omtrent 13 M Da , finnes de i de fleste eukaryote celler og alle høyere eukaryoter. De måler 34 nm ved 60 nm fra en negativ flekk , 26 nm ved 49 nm fra kryo-elektronmikroskopi , og 35 nm etter 59 nm fra STEM . Hvelvene består hovedsakelig av proteiner , noe som gjør det vanskelig å flekke med konvensjonelle teknikker.

Struktur

Proteinstrukturen består av et ytre skall som består av 78 kopier av ~ 100 KDa major hvelvproteinet (MVP). Inne er to tilhørende hvelv proteiner, TEP1 og VPARP . TEP1, også kjent som det telomerase-assosierte protein 1, er 290 KDa og VPARP (også kjent som PARP4) er relatert til poly- (ADP-ribose) polymerase (PARP) og er 193 KDa. Hvelv fra høyere eukaryoter inneholder også en eller flere små hvelv -RNA (vRNA, også kjent som vtRNA) med 86–141 baser.

MVP-underenhetene er sammensatt head-to-head, med N-terminalene til hvert halvhvelv vendt mot hverandre. Fra N-terminalen til C-terminalen bretter en MVP-underenhet seg til 9 gjentatte domener, 1 band7-lignende skulderdomene, 1 cap-helix-domene og 1 cap-ring-domene, som tilsvarer formen på hvelvskallet. VPARP ligger på gjentatt domene #4. TEP1, selv en ring på grunn av WD40 -gjentakelsen , binder seg til lokket domenet, med en bestemt type vRNA som plugger hetten.

Funksjon

Til tross for at de ikke er fullstendig belyst, har hvelv blitt assosiert med atomkompleksene, og deres åttekantede form ser ut til å støtte dette. Hvelv har vært implisert i et bredt spekter av mobilfunksjoner, inkludert kjernefysisk-cytoplasmatisk transport, lokalisering av mRNA, legemiddelmotstand, cellesignalering, kjerneporesamling og medfødt immunitet. De tre hvelvproteinene (MVP, VPARP og TEP1) har hver blitt slått ut individuelt og i kombinasjon (VPARP og TEP1) hos mus. Alle knockout -musene er levedyktige, og ingen store fenotypiske endringer har blitt observert. Dictyostelium koder for tre forskjellige MVPer, hvorav to er slått ut enkeltvis og i kombinasjon. Den eneste fenotypen som ble sett i Dictyostelium dobbel knockout var veksthemming under ernæringsstress. Hvis hvelv er involvert i viktige mobilfunksjoner, virker det sannsynlig at det finnes redundante systemer som kan forbedre tapet.

Forening med kreft

På slutten av 1990-tallet fant forskerne at hvelv (spesielt MVP) ble overuttrykt hos kreftpasienter som ble diagnostisert med multiresistens , det vil si motstanden mot mange cellegiftbehandlinger . Selv om dette ikke beviser at økt antall hvelv førte til narkotikaresistens, antyder det noen form for engasjement. Dette har potensial til å oppdage mekanismene bak legemiddelresistens i tumorceller og forbedre kreftmedisiner.

Evolusjonær bevaring

Hvelv er identifisert hos pattedyr , amfibier , fugler og Dictyostelium discoideum . Hvelvsmodellen som brukes av Pfam -databasen identifiserer homologer i Paramecium tetraurelia , Kinetoplastida , mange virveldyr , en cnidarian ( starlet sea anemone ), bløtdyr , Trichoplax adhaerens , flatorm , Echinococcus granulosus og Choanoflagellate .

Selv om det er observert hvelv hos mange eukaryote arter, ser det ikke ut til at noen få arter har ribonukleoproteinet. Disse inkluderer:

Disse fire artene er modellorganismer for henholdsvis planter, nematoder, dyrgenetikk og sopp. Til tross for disse unntakene innebærer den høye graden av likhet mellom hvelv i organismer som har dem en slags evolusjonær betydning.

Homologer av det store hvelvproteinet har blitt beregningsmessig funnet i bakterier. Cyanbakterielle sekvenser virker mest like. Pfam er også i stand til å identifisere noen slike homologer.

Hvelvingeniør

Den Roma laboratoriet ved UCLA har samarbeidet med et antall grupper som kan brukes i baculovirus -systemet for å fremstille store mengder av hvelv. Når hovedhvelvproteinet (MVP) uttrykkes i insektceller, samles hvelvpartikler på polyribosomer i cytoplasma. Ved å bruke molekylære genetiske teknikker for å modifisere genet som koder for hovedhvelvingsproteinet, har hvelvpartikler blitt produsert med kjemisk aktive peptider festet til sekvensen. Disse modifiserte proteiner er innlemmet i innsiden av hvelvpartikkelen uten å endre dens grunnleggende struktur. Proteiner og peptider kan også pakkes inn i hvelv ved å feste et emballasjedomen som er avledet fra VPARP -proteinet. En rekke modifiserte hvelvpartikler har blitt produsert for å teste konseptet om at hvelv kan bli bio-konstruert for å tillate bruk i en lang rekke biologiske applikasjoner, inkludert levering av medikamenter , biologiske sensorer, enzymlevering, kontrollert frigjøring og miljøsanering .

Et hvelv er pakket med en kjemokin for potensiell bruk for å aktivere immunsystemet for å angripe lungekreft, og denne tilnærmingen har gjennomgått fase I -forsøk.

Se også

Referanser

Eksterne linker