볼트(기관)

Vault (organelle)
볼트, N-터미널 반복 도메인
穹窿体.jpg
쥐 간에서 나온 볼트 복합체의 구조.[1]
식별자
기호볼트
PfamPF01505
인터프로IPR002499
프로사이트PDOC51224

금고나 금고 세포질 리보뉴클레오프로테인은 아직 기능이 완전히 이해되지 않은 진핵 오르가넬이다. 1986년 낸시 케더샤와 레오나드 로마에 의해 발견되고 격리된 [2]금고는 음극으로 얼룩져 전자현미경으로 볼 때 39배(또는 D39d) 대칭으로 성당의 금고 천장의 아치 모양을 닮은 세포질 오르간ell이다.[1] 그것들은 많은 종류의 진핵세포에 존재하며 진핵생물들 사이에서 보존성이 높은 것으로 보인다.[3]

형태학

금고는 큰 리보핵단백질 입자들이다. 리보솜 크기의 약 3배, 무게는 약 13 MDA로 대부분의 진핵 세포와 모든 고농축 진핵 세포에서 발견된다. 음의 얼룩에서 34nm x 60nm, 극저온 현미경에서 26nm x 49nm, STEM에서 35nm x 59nm를 측정한다.[4] 금고는 주로 단백질로 이루어져 있어 재래식 기법으로 얼룩을 남기기 어렵다.

구조

단백질 구조는 ~100 KDA 주요 볼트 단백질(MVP) 78부로 구성된 외피로 구성된다. 내부에는 2관련된 둥근 천장 단백질, TEP1과 VPARP.TEP1도telomerase-associated 단백질 1,[5]는 290KDa과 VPARP(또한 PARP4으로 알려져)poly-(ADP-ribose)중합 효소(프럭시 주소 번역 프로토콜)에 193KDa.[6]Vaults 더 높은 진핵 생물에서 또한 86–141 기지 중 하나 또는 여러가지 작은 둥근 천장 RNAs(vRNAs, 또한 vtRNAs으로 알려져)을 포함한 관련이 있다고 알려져 있다.로안으로[7]

MVP 서브유닛은 각 하프볼트의 N-termini가 서로 마주보고 구성된다. N단자부터 C단자까지, MVP 서브유닛은 볼트 쉘의 모양에 해당하는 9개의 반복 도메인, 1개의 밴드7 같은 어깨 도메인, 1개의 캡-헬릭스 도메인, 1개의 캡-링 도메인으로 접힌다. VPARP는 반복 도메인 #4에 위치한다. WD40 반복으로 인한 링인 TEP1은 캡 도메인에 바인딩되며, 특정 유형의 vRNA가 캡을 연결한다.[8]

함수

충분히 해명되지 않았음에도 불구하고, 금고는 핵 모공 단지와 연관되어 있으며, 그것의 팔각형 모양은 이를 뒷받침하는 것으로 보인다.[9][10] 금고는 핵-사이토플라즘 운송, mRNA 국산화, 약물 내성, 세포 신호, 핵 모공 조립, 선천적 면역 등 광범위한 세포 기능에 관련되어 있다.[11] 세 개의 볼트 단백질(MVP, VPARP, TEP1)은 각각 마우스에서 개별적으로 그리고 조합(VPARP, TEP1)으로 제거되었다.[12][13][14] 녹아웃된 쥐들은 모두 생존할 수 있으며, 어떤 큰 표현적 변화도 관찰되지 않았다. 딕티오스텔륨은 3개의 다른 MVP를 인코딩하고, 그 중 2명은 단독 및 조합으로 탈락했다.[15] 딕티오스텔륨 더블 녹아웃에서 보이는 유일한 표현형은 영양학적 스트레스에서의 성장 지체였다.[16] 금고가 필수적인 셀룰러 기능에 관련된다면, 손실을 개선할 수 있는 중복 시스템이 존재할 가능성이 있어 보인다.

암과의 연관성

1990년대 후반, 연구자들은 다의약품 저항성을 진단받은 암 환자들에게 금고(특히 MVP)가 과도하게 표현된 것을 발견했는데, 이는 많은 항암치료에 대한 저항이다.[17] 비록 이것이 금고 수가 증가하여 약물에 대한 내성이 생겼다는 것을 증명하지는 못하지만, 그것은 어떤 종류의 개입을 암시한다. 이것은 종양 세포의 약물 저항과 항암제 개선의 메커니즘을 발견하는데 잠재력이 있다.[15]

진화보존

금고는 포유류, 양서류, 아비안, 그리고 디스코스텔륨에서 확인되었다.[3] Pfam 데이터베이스에 의해 사용되는 Vault 모델은 파라메키움 테트라렐리아, 키네토플라스티다, 많은 척추동물, cnidarian (별자리 바다 아네모네), 연체동물, 트라이코플렉스 아해렌, 평충류, 에치노코쿠스 그라눌로소스, Choanoflagellate에서 동음이의어를 식별한다.[18]

비록 많은 진핵종에서 금고가 관찰되었지만, 몇몇 종은 리보핵단백질을 가지고 있지 않은 것으로 보인다. 여기에는 다음이 포함된다.[19]

이 네 종은 각각 식물, 네마토드, 동물 유전학, 균류의 모범생물이다. 이러한 예외에도 불구하고, 그것들을 가지고 있는 유기체에서 금고의 높은 유사성은 일종의 진화적 중요성을 내포하고 있다.[3]

주요 금고 단백질의 호몰로그는 박테리아에서 계산적으로 발견되었다. 시아노박테리아 염기서열은 가장 유사하다.[20][21] Pfam은 또한 그러한 호몰로그들을 확인할 수 있다.[18]

볼트 엔지니어링

UCLA의 로마 연구소는 바쿨로바이러스 시스템을 사용하여 많은 양의 금고를 생산하기 위해 여러 단체와 협력했다. 주요 볼트 단백질(MVP)이 곤충 세포로 표현되면 세포질 내 폴리리보솜에 볼트 입자가 조립된다.[22] 분자 유전 기술을 사용하여 주요 볼트 단백질을 인코딩하는 유전자를 수정함으로써 볼트 입자들은 그 염기서열에 화학적으로 활성 펩타이드를 부착하여 생성되었다. 이러한 변형된 단백질은 기본 구조를 바꾸지 않고 금고 입자의 내부로 통합된다. 단백질과 펩타이드도 VPARP 단백질에서 파생된 포장영역을 부착하여 금고에 포장할 수 있다.[16] 의약품 전달, 생물학적 센서, 효소 전달, 제어된 방출, 환경 교정조치 등 다양한 생물학적 응용 분야에서 사용할 수 있도록 금고를 생체 공학할 수 있다는 개념을 시험하기 위해 다수의 변형 금고 입자가 생산되었다.

금고는 폐암을 공격하는 면역체계를 활성화하기 위해 잠재적인 사용을 위해 케모카인과 함께 포장되었고, 이 접근법은 1단계 실험을 거쳤다.[23][24]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Tanaka H, Kato K, Yamashita E, Sumizawa T, Zhou Y, Yao M, Iwasaki K, Yoshimura M, Tsukihara T (January 2009). "The structure of rat liver vault at 3.5 angstrom resolution". Science. 323 (5912): 384–8. Bibcode:2009Sci...323..384T. doi:10.1126/science.1164975. PMID 19150846. S2CID 2072790.
  2. ^ Kedersha NL, Rome LH (September 1986). "Isolation and characterization of a novel ribonucleoprotein particle: large structures contain a single species of small RNA". The Journal of Cell Biology. 103 (3): 699–709. doi:10.1083/jcb.103.3.699. PMC 2114306. PMID 2943744.
  3. ^ a b c Kedersha NL, Miquel MC, Bittner D, Rome LH (April 1990). "Vaults. II. Ribonucleoprotein structures are highly conserved among higher and lower eukaryotes". The Journal of Cell Biology. 110 (4): 895–901. doi:10.1083/jcb.110.4.895. PMC 2116106. PMID 1691193.
  4. ^ Kedersha NL, Heuser JE, Chugani DC, Rome LH (January 1991). "Vaults. III. Vault ribonucleoprotein particles open into flower-like structures with octagonal symmetry". The Journal of Cell Biology. 112 (2): 225–35. doi:10.1083/jcb.112.2.225. PMC 2288824. PMID 1988458.
  5. ^ Kickhoefer VA, Stephen AG, Harrington L, Robinson MO, Rome LH (November 1999). "Vaults and telomerase share a common subunit, TEP1". The Journal of Biological Chemistry. 274 (46): 32712–7. doi:10.1074/jbc.274.46.32712. PMID 10551828.
  6. ^ Kickhoefer VA, Siva AC, Kedersha NL, Inman EM, Ruland C, Streuli M, Rome LH (September 1999). "The 193-kD vault protein, VPARP, is a novel poly(ADP-ribose) polymerase". The Journal of Cell Biology. 146 (5): 917–28. doi:10.1083/jcb.146.5.917. PMC 2169495. PMID 10477748.
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외부 링크