穹窿體
穹窿體是一種存在於真核細胞中的細胞器，也是一種核糖核蛋白分子。該細胞器的功能尚不明晰。
| 穹窿體主蛋白 | |||||||||||
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 大鼠肝臟細胞中提取的穹窿體複合物。[1] | |||||||||||
| 鑑定 | |||||||||||
| 標誌 | 穹窿體 | ||||||||||
| Pfam | PF01505（舊版） | ||||||||||
| InterPro | IPR002499 | ||||||||||
| PROSITE | PDOC51224 | ||||||||||
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通過電子顯微鏡可觀察到穹窿體呈對稱的穹窿狀，各側皆具有39褶結構。[1]穹窿體出現在各種真核細胞並表現出高度的保守性。[2]穹窿體一般懸浮於細胞質基質中，但也可以成在參與對抗病原體時成為脂質筏的一部分。[3]
歷史
編輯穹窿體於20世紀80年代被洛杉磯加利福尼亞大學藥學院的生物學家Nancy Kedersha及生物化學家Leonard Rome首次發現並成功分離。
形態學研究
編輯穹窿體與核糖體一樣，是大型核糖核蛋白分子（核糖核酸-蛋白質複合物），但穹窿體的相對分子質量約為13MDa，約為核糖體的3倍。
通過不同方式測得的穹窿體的大小有一定差異[4]：
由於穹窿體的主要成分為蛋白質，所以利用傳統技術對其進行染色有一定困難。
穹窿體的蛋白質呈對稱的桶狀，兩側有等量的穹窿體主蛋白（Major Vault Protein，MVP）結合在一個穹窿體少數蛋白（minor vault protein）上。兩個總共包含96個穹窿體主蛋白及16個長度約為86–141bp穹窿體RNA（vault RNA，vRNA）的部分[5]結合後，最終形成完整的穹窿體。
功能
編輯雖然穹窿體仍未被完全了解，但科研人員已發現其功能與核孔複合物的功能之間具有一定聯繫，這兩種不同分子都呈八邊形這一事實也支持該觀點。[6]已有結論說明穹窿體像核孔複合物一樣，是被用於將如mRNA一類的大分子從細胞核中運輸到細胞質中。[7]另有觀點認為穹窿體在蛋白質生物合成也發揮了一定作用。[8]
與癌症的關聯
編輯在20世紀90年代末，研究人員發現穹窿體（尤其是其中的穹窿體主蛋白）在被診斷出多藥耐藥（multidrug resistance）的癌症患者的細胞中有過度表達的傾向，所以有觀點認為穹窿體會阻斷多種化療手段。[9]雖然上述現象並不能說明是穹窿體數量的增加直接導致癌細胞耐藥，但它仍暗示了癌症與穹窿體在某些方面可能存在的關聯。該發現為對癌細胞耐藥機制的研究及抗癌藥物的尋找提供了重要線索。[10]
進化中的保守性
編輯穹窿體已在哺乳類動物、兩棲類動物、鳥類動物及盤基網柄菌（Dictyostelium discoideum）等生物的細胞中發現並分離。[2]同源蛋白家族數據庫（Pfam database）已識別出穹窿體在第四雙小核草履蟲（Paramecium tetraurelia）、動質體、眾多脊椎動物、剌胞動物（星海葵）、軟體動物、絲盤蟲（Trichoplax adhaerens）、扁形蟲細粒棘球蚴（Echinococcus granulosus）及領鞭毛蟲細胞中的同源物。[11]
雖然穹窿體已被在多種真核細胞中發現，但下列幾個真核生物物種不含有組裝穹窿體所需的蛋白質：[12]
- 擬南芥（Arabidopsis thaliana）
- 秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans）
- 黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）
- 釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。
這4個物種分別是植物、線蟲、動物和真菌的模式生物。除了這4個例外，穹窿體在其他物種中的高度相似性喑示着該細胞器在進化過程中的某種重要性。[2]
參考文獻
編輯- ^ 1.0 1.1 Tanaka H, Kato K, Yamashita E; et al. The structure of rat liver vault at 3.5 angstrom resolution. Science. January 2009, 323 (5912): 384–8. PMID 19150846. doi:10.1126/science.1164975.
- ^ 2.0 2.1 2.2 Kedersha NL, Miquel MC, Bittner D, Rome LH. Vaults. II. Ribonucleoprotein structures are highly conserved among higher and lower eukaryotes.. J Cell Biol. 1990, 110 (4): 895–901. PMC 2116106
. PMID 1691193. doi:10.1083/jcb.110.4.895.
- ^ Tanaka H, Kato K, Yamashita E; et al. The structure of rat liver vault at 3.5 angstrom resolution. Science. January 2009, 323 (5912): 384–8. PMID 19150846. doi:10.1126/science.1164975.
- ^ Kedersha N. L., Heuser J. E., Chugani D. C., Rome L. H. Vaults. III. Vault ribonucleoprotein particles open into flower-like structures with octagonal symmetry. J. Cell Biol. 1991, 112 (2): 225–235. PMC 2288824 . PMID 1988458. doi:10.1083/jcb.112.2.225.
- ^ van Zon A, Mossink MH, Scheper RJ, Sonneveld P, Wiemer EA. The vault complex. Cell. Mol. Life Sci. September 2003, 60 (9): 1828–37. PMID 14523546. doi:10.1007/s00018-003-3030-y.
- ^ Unwin P. N. T., Milligan R. A. A large particle associated with the perimeter of the nuclear pore complex. J. Cell Biol. 1982, 93 (1): 63–75. PMC 2112107 . PMID 7068761. doi:10.1083/jcb.93.1.63.
- ^ Chugani DC, Rome LH, Kedersha NL. Evidence that vault ribonucleoprotein particles localize to the nuclear pore complex. J. Cell. Sci. September 1993, 106: 23–9. PMID 8270627.
- ^ Cannon, Joseph N.; Stanfield, Cindy L; Niles, Mary Jane; Germann, William J. Principles of human physiology 3rd. San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. 2007: 41. ISBN 978-0-8053-8286-0.
- ^ Mossink MH, van Zon A, Scheper RJ, Sonneveld P, Wiemer EA. Vaults: a ribonucleoprotein particle involved in drug resistance?. Oncogene. October 2003, 22 (47): 7458–67. PMID 14576851. doi:10.1038/sj.onc.1206947.
- ^ Kickhoefer VA, Vasu SK, Rome LH. Vaults are the answer, what is the question?. Trends Cell Biol. May 1996, 6 (5): 174–8. PMID 15157468. doi:10.1016/0962-8924(96)10014-3.
- ^ http://pfam.sanger.ac.uk/family/PF01505 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 穹窿體主蛋白重複同源蛋白質家族
- ^ Rome L, Kedersha N, Chugani D. Unlocking vaults: organelles in search of a function.. Trends Cell Biol. 1991, 1 (2-3): 47–50. PMID 14731565. doi:10.1016/0962-8924(91)90088-Q.
