Exosome kompleks

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
02-02-2018 Vagn Holm E

Exosomet komplekset, også kaldet PM / Scl eller kun exosomet komplekset er en multiproteinkompleks stand til at nedbryde forskellige typer af RNA'er. Exosom komplekser findes i eukaryoter og Archaea celler, hvorimod bakterier er en enklere komplekset, degradasoma, der udfører lignende funktioner.

Kernen i komplekset har en ringstruktur bestående af seks medlemmer, som andre proteiner er fastgjort. I eukaryote celler til stede i cytoplasmaet og i kernen, især i nucleolus, selv proteiner, der interagerer med komplekset i disse rum er forskellige, med henblik på at regulere aktiviteten af ​​RNA-nedbrydning i overensstemmelse med de forskellige arten af ​​substrater til stede.

Disse substrater indbefatter messenger-RNA, ribosomalt RNA og mange arter af lille størrelse. Exosomet exorribonucleolítica har en funktion, hvilket betyder, at nedbryder RNA starter fra den ene ende i stedet for spalter RNA på specifikke steder.

Selv om ingen årsagssammenhæng mellem komplekset og alle kendte sygdomme, nogle af deres proteinantigen autoantistoffer er ansvarlige for nogle autoimmune sygdomme og visse antimetabolíticas kemoterapier, der blokerer aktiviteten af ​​komplekset.

Discovery

Exosomet blev opdaget i 1997 som en ribonuclease i gæren Saccharomyces cerevisiae, der anvendes i mange laboratorier som en model organisme. Ikke længe efter, i 1999, blev det konstateret, at exosomet var faktisk hvad der svarer til den komplekse, som beskrevet i humane celler, kendt som PM / Scl kompleks, som var blevet identificeret som en autoantigen hos patienter med visse autoimmune sygdomme i de foregående år. Oprensning af menneskets komplekse tillod identifikation af flere proteiner og til sidst exosome karakterisering af alle komponenter. I 2001 den stigende mængde af data fra de forskellige genomprojekter blev tilgængelige, tillod forudsigelsen af ​​arke exosom proteiner, selv om det tog to år før den første exosomet af et af disse organer skal renses.

Struktur

Kerneproteiner

Kernen i komplekset har en ring, der omfatter seks proteiner, der alle tilhører den samme type ribonuklease, svarende til RNase PH proteiner. Archaea i to forskellige proteiner af denne type, hver præsentere tre gange i skiftende rækkefølge. Eukaryote exosom komplekser har seks forskellige proteiner, der danner ringstrukturen. Af disse seks eukaryote proteiner, tre ligner proteinet arqueota Rrp41 og tre bære mere ligner Rrp42.

I den øvre del af ringen er anbragt tre proteiner med et bindingsdomæne typen RNA S1. To proteiner har også en homologi domæne K. I eukaryoter S1 tre proteiner binder forskellige ring under Achaea exosome kan være en del af en eller to typer af disse.

Ringstrukturen er meget lig den for RNase PH og polynucleotid phosphorylaser. I bakterier, RNase PH som er involveret i behandlingen af ​​tRNA examérico danner en ring bestående af seks identiske RNase PH. For PNPase, en phosphorolytisk nedbryder RNA og protein, der findes i bakterier eller i nogle kloroplaster og mitokondrier eukaryoter, vil være en del af det samme protein to domæner RNase PH-domæne og også S1 og en KH-typen RNA-binding. Dette protein danner et kompleks trimert der vedtager en næsten identisk med strukturen exosome. På grund af den store lighed mellem proteindomæner og deres struktur, menes det, at disse komplekser er evolutionært beslægtede og har en fælles forfader. I bakterier er der en anden RNase PH involveret i behandlingen af ​​transfer-RNA, som har været tilsvarende ringformet vedtagelse struktur seks enheder, men i dette tilfælde de enheder er identiske. Lignende proteiner RNase PH, PH egen RNase og PNPasas alle hører til familien af ​​RNaser og fosforolíticas exorribonucleasas, hvilket betyder, at brugen uorganisk phosphat for at fjerne nukleotider fra 3'-enden af ​​RNA-molekyler.

Associerede proteiner

Ud over de ni kerneproteiner, er to andre proteiner ofte forbundet med exosom komplekse eukaryote organismer. Den ene er Rrp44, hydrolytisk RNase, RNase tilhører familien af ​​hydrolytiske R exorribonucleasas. I gær, er Rrp44 er associeret med hele exosome kompleks og spiller en afgørende rolle i aktiviteten af ​​disse komplekser. Især selvom et humant protein homolog, det har ikke fundet nogen beviser for, at det er fundet i forbindelse med human exosome kompleks.

Den anden fælles associeret protein kaldet Rrp6 eller PM / Scl-100. Som Rrp44, dette protein er også en hydrolytisk exorribonucleasa, men i dette tilfælde hører til familien af ​​proteiner RNase D. PM / Scl-100 protein omfatter den mest almindelige underenhed exosome kompleks i cellekernerne, men også en del af den cytoplasmatiske exosome kompleks.

Regulatoriske proteiner

Ud over disse to tæt forbundne underenheder, mange proteiner interagerer med komplekset exosómico både cytoplasmaet og kernen. Disse bindende proteiner løst kunne regulere aktiviteten og specificiteten af ​​exosomet kompleks. I cytoplasmaet, exosomet interagerer med proteiner, der binder til AU-rige elementer, der kan fremme eller forhindre nedbrydning af mRNA. Exosom associerede med RNA-bindende proteiner, der styrer behandlingen af ​​ribosomalt RNA.

Udover individuelle proteiner også interagere med exosom andre proteinkomplekser. One Ski komplekset, som omfatter en RNA-helicase og er involveret i mRNA nedbrydning. I kernen, er rRNA forarbejdning og snoARN af exosomet medieret af TRAMP-komplekset besidder både RNA helicase-aktivitet Mtr4 som polyadenylering.

Funktion

Enzymatisk funktion

Som anført ovenfor exosómico komplekset indeholder mange proteiner med ribonuklease domæner. Disse har aktivitet exorribonulcleasa 3 '→ 5', hvilket betyder, at enzymer nedbryder RNA-molekyler fra dens 3'-ende. Komplekset indeholder exorribonucleasas exorribonucleasas hydrolytiske og eukaryoter er også præsenteret. De anvendte enzymer fosforolíticas uorganisk phosphat at spalte phosphodiesterbindinger, hvilket frigør monophosphat nukleotider.

I arqueotas, at Rrp41 komplekse underenhed er phosphorolytisk exorribonucleasa. Ringen af ​​dette enzym har tre kopier af dette protein, som er ansvarlig for aktiviteten af ​​komplekset. I eukaryoter, er enhver RNase PH underenheder katalytisk aktivitet opretholdes, hvilket betyder, at strukturen af ​​den humane centrale ringformede exosome har ingen enzymatisk aktivt protein. I gær dette opvejes af en af ​​de hydrolytiske enzymer associeret, den Rrp44, som er ansvarlig for det meste af ribonucleaseaktivitet exososoma men dette hydrolytisk subunit især kan være begrænset til gær, eftersom der ikke fundet Rrp44 helst protein homologt med det humane exosome.

Du kan stadig knytte en anden hydrolytisk enzym i mennesker og gær med forbindelsen, som bidrager til aktiviteten af ​​gæren exosomet og alene er ansvarlig for aktiviteten af ​​den humane kompleks. Oprindeligt mente man, at domæne proteiner S1 havde også hydrolyseaktivitet 3 '→ 5' senere værker har sat spørgsmålstegn, siger, at disse proteiner kunne spille kun en rolle i binding af substrater forud for nedbrydning af komplekset .

Substrater

Exosomet er involveret i nedbrydning og behandling af en række forskellige RNA-arter. I cellen cytoplasma det er involveret i udskiftning af messenger RNA. Komplekset kan nedbryde mRNA-molekyler, der er blevet markeret til nedbrydning, fordi de indeholder fejl, gennem interaktioner med proteiner medieret vej nonsense mutation eller mutationen-medieret vej "non-stop". Desuden blev mRNA'et nedbrudt som en del af dets normale cyklus. Der er flere proteiner, der stabiliserer eller destabilisere mRNA-molekyler binder til AU-rige elementer fra den 3'-utranslaterede og interagere med komplekset af exosomet.

I cellekernen, er exosomet kræves til korrekt behandling af forskellige snRNA s. Endelig nucleolus er rummet, hvor de er mest af exosomet komplekset, hvor de spiller en rolle i behandling og 5,8S ribosomalt RNA af flere snoARN s.

Selv om de fleste af cellerne har andre enzymer stand til at nedbryde RNA ved både 3'- og 5'-enden, exosomet er afgørende for celleoverlevelse. Når den stopper eller reducerer ekspressionen af ​​proteiner exosomet med kunstige midler, for eksempel ved RNA-interferens, stopper væksten og cellerne til sidst dør. Både centrale proteinkompleks som de to mest proteiner forbundet er afgørende.

Bakterier har ikke exosom, selv om deres funktioner varetages af en lignende kompleks, kaldet degradasoma del af polynukleotidet phosphorylase protein.

Patologi

Autoimmunitet

Komplekset er exosómico antigen autoantistoffer er ansvarlige for forskellige autoimmune sygdomme. Disse autoantistoffer findes hovedsageligt i mennesker med syndromet overlap PM-Scl, en autoimmun sygdom, hvor patienter lider ledsaget sklerodermi eller polymyositis eller dermatomyositis base. Autoantistoffer kan detekteres i serum fra patienter ved forskellige assays. I fortiden, den mest almindelige metode var at Ouchterlony dobbelt immundiffusion hjælp kalvethymus ekstrakter, immunofluorescens på HEp-2-celler eller immunopræcipitation fra humane celleekstrakter. I immunopræcipitationsanalyser med anti-sera exosome karakteristisk sæt af proteiner udfældes. I pre exosom karakterisering år, blev det kaldt dette kompleks udfældet PM-Scl. Sera fra disse patienter viser ofte en karakteristisk farvning celle nucleolus, brændstofpåfyldning den antagelse, at det antigen genkendes af autoantistoffer var vigtigt i det ribosomale syntese. Det har for nylig været muligt at have exosómicas proteiner er blevet anvendt til at udvikle immunoassays online og ELISA assays til påvisning af disse antistoffer.

I disse sygdomme, er antistofferne primært rettet mod to protein-kompleks, kaldet PM / Scl-100 og PM / Scl-75, idet antistoffer mod disse proteiner findes i ca. 30% af patienter, der lider af syndromet. Selv om disse to proteiner er de vigtigste ligand af autoantistoffer, kan de også omfatte andre underenheder eller associerede proteiner, som C1D. I øjeblikket er den mest følsomme metode til at påvise disse autoantistoffer er anvendelsen af ​​et peptidderivat af PM / Scl-100 protein som antigen i en ELISA-analyse, i stedet for at bruge komplette proteiner. Ved denne fremgangsmåde, er autoantistoffer findes i mere end 55% af patienter med overlap syndrom, men kan også påvises i patienter, der lider både sklerodermi, polymyositis og dermatomyositis eller separat.

Da autoantistofferne hovedsageligt findes i patienter, der har flere forskellige funktioner i autoimmune sygdomme, kan de kliniske symptomer på disse patienter variere over et temmelig bredt område. Symptomerne er oftest er typiske for disse sygdomme, herunder Raynauds tegn, arthritis, myositis og sklerodermi. Behandling af disse patienter er symptomatisk og ensartet behandling af hver for sig autoimmun sygdom, som indebærer administration af immunosuppressive eller immunmodulerende lægemidler.

Kræft

Det har vist sig, at exosomet inhiberes af antimetabolit 5-fluorouracil, også anvendes i den kemoterapeutiske behandling af cancer. Dette er en af ​​de mest effektive behandlinger for faste tumorer. Når dette stof indgives til gær, se efter fejl i behandlingen af ​​ribosomale RNA identiske med dem, der ses, når en sådan behandling er blokeret af forskellige strategier, der anvendes i molekylærbiologi. Manglen på en korrekt behandling af ribosomer er dødelig for disse celler, hvilket forklarer deres antimetaboliske virkning.

Liste over underenheder

  • 42: I arqueotas flere exosom proteiner er til stede i flere kopier for at danne det komplette kerne komplekse exosómico.
  • 43: Selvom Rrp44 protein er en del af komplekset i gær, sin menneskelige modstykke, hDis3, er aldrig blevet fundet i forbindelse med humant kompleks.
Forrige artikel Ernesto Araneda Briones
Næste artikel Et par af frygt