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Exosoom
3D-Strukturmodell des menschlichen Exosoms basierend auf Röntgenstrukturanalysedaten
Schematischer Aufbau des Kerns des Exosoms in den Archaeen (links) und Eukaryoten (Recht)

Hinweis: Die folgenden Informationen beziehen sich auf den Exosomenkomplex, nicht auf Exosomen (Vesikel oder Vesikel).

Es Exosom (oder PM/Scl-Komplex) ist ein Proteinkomplex die am Zusammenbruch von beteiligt ist Ribonukleinsäuren (RNA). Im Kern des Exosoms befinden sich sechs charakteristische ringförmige Protein.[1] Das Exosom kommt überall in der Natur vor, sowohl im Archaeen wie im Zellen des Eukaryoten. In eukaryontischen Zellen kommt der Proteinkomplex sowohl in der Zytoplasma wie im Kern und ist essentiell für das Zellwachstum. Biene Bakterien ist die gleiche Funktion durch die Degradosom übernommen.[2]

Bauen

Der Kern des Exosoms von Eukaryoten und Archaeen existiert ebenso wie die strukturell verwandten Polynukleotid-Phosphorylasen (PNPasen) des Degradosoms von Bakterien[2] aus sechs ringarrangierten Kernproteinen, drei Kappenproteinen und einer zentralen Pore (Öffnung).[1] Oft bilden diese nukleierenden Proteine ​​einen Komplex mit anderen Proteinen.

Alle sechs Kernproteine ​​sind Ribonukleasen (RNasen) aus dem Ribonuklease-PH-Familie. Der Kern des Exosoms in Archaeen besteht nur aus zwei verschiedenen Ribonukleasen (drei pro MolekülRrp41 und Rrp42) und in den Eukaryoten aus sechs verschiedenen Ribonukleasen (Rrp41, UVP45, Rrp42, Rrp43, mtr3 und Rrp46). Die eukaryontischen Proteine ​​Rrp41, Mtr3 und Rrp46 stammen von Rrp41 der Archaeen und die eukaryontischen Proteine ​​Rrp45, Rrp42 und Rrp43 von Rrp42 der Archaeen.

Das direkt auf den sechs Kern-Ribonukleasen liegende Cap-Protein besitzt eine S1-RNA-Bindungsstelle. Bei Archaeen bestehen Kappenproteine ​​aus zwei Molekülen Rrp4 und ein Molekül csl4. Das Cap-Protein der Eukaryoten besteht aus drei verschiedenen Molekülen (Rrp4, UVP40 und Csl4). Außerdem entsprechen sowohl Rrp4 als auch Rrp40 bei den Eukaryoten dem Rrp4 der Archaeen.

Die häufigeren der beiden eukaryontischen Proteine, die neben den nukleierenden Kern- und Kappenproteinen existieren, sind Rrp44 und Rrp6. Während Rrp44 eine Ribonuklease aus der RNase-R-Familie ist, gehört Rrp6 zur Ribonuklease-Familie D. Schließlich können die Komponenten des Exosom-Protein-Komplexes mit zahlreichen regulatorischen Proteinen interagieren.

Operation

Das Exosom ist ein Enzymkomplex, der Ribonukleinsäuren abbaut. Je nach Zellkompartiment und den beteiligten regulatorischen Proteinen mRNA, rRNA oder kleine RNAs abgebaut. In dem Zytosol insbesondere ist das Exosom am mRNA-Abbau beteiligt. Dabei verbindet sich der Enzymkomplex mit anderen Proteinen, die bestimmte Proben (sogenannte AU-reiche Elemente) im 3'-untranslatierten Bereich der mRNA erkennen.[3] In dem Kern der Exosom-Protein-Komplex ist für den ordnungsgemäßen Abbau kleiner RNAs erforderlich.[4] In dem Nukleolus, das die größte Menge an Exosomen aufweist, spielen sie eine zentrale Rolle beim Abbau von rRNA.[5]

Die Wirkung des Exosom-Protein-Komplexes beruht auf der Ribonuklease-Aktivität. Das Exosom hat eine Exoribonuklease Funktion, wodurch das Substrat vom 3'-Ende eines Ribonukleinsäurestrangs abgebaut werden kann. Die Exoribonukleasefunktion des Exosoms an den Archaeen wird von den ringarrangierten Kernproteinen Rrp41 und Rrp42 übernommen. In Eukaryoten sind die Exosomen-assoziierten Proteine ​​Rrp6 und Rrp44 für den Abbau verantwortlich.

Obwohl Eukaryoten über mehrere RNA-abbauende Enzyme verfügen, ist das Exosom für das Überleben der Zellen unverzichtbar. Eine experimentelle Hemmung der Exosomenfunktion mit z.B. RNA-Interferenz führt zum Aufhören des Zellwachstums oder zum Absterben der Zelle.

Literatur

  • Maler G, van Dijk E, Raijmakers R, Pruijn GJ (2006). Zell- und Molekularbiologie des Exosoms: Wie man eine RNA herstellt oder bricht. int. Rev. Zytol. 251: 159–208. PMID: 16939780. DOI: 10.1016/S0074-7696(06)51005-8.
  • RNA-Exosom. Springer (2010). ISBN 1441978402 .

Siehe auch

Verweise

  1. ↑ einbLorentzen E, Walter P, Fribourg S, Evguenieva-Hackenberg E, Klug G, Conti E (Juli 2005). Der archaeale Exosomkern ist eine hexamere Ringstruktur mit drei katalytischen Untereinheiten. Nass. Struktur. Maulwurf. bio. 12 (7): 575–81. PMID: 15951817. DOI: 10.1038/nsmb952.
  2. ↑ einbLin-Chao S, Chiou NT, Schuster G (2007). Die PNPase, Exosom und RNA-Helikasen als Bausteine ​​evolutionär konservierter RNA-Abbaumaschinen. Zeitschrift für Biomedizinische Wissenschaft 14 (4): 523–32. PMID: 17514363. DOI: 10.1007/s11373-007-9178-y.
  3. ↑Chen CY, Gherzi R, Ong SE, et al. (November 2001). AU-bindende Proteine ​​rekrutieren das Exosom, um ARE-enthaltende mRNAs abzubauen. Zelle 107 (4): 451–64. PMID: 11719186.
  4. ↑C Allmang, J. Kufel, G. Chanfreau, P. Mitchell, E. Petfalski, D. Tollervey (Oktober 1999). Funktionen des Exosoms bei der rRNA-, snoRNA- und snRNA-Synthese. EMBO J. 18 (19): 5399–410. PMID: 10508172. PMC: 1171609. DOI: 10.1093/emboj/18.19.5399.
  5. ↑Maler G, Raijmakers R, Raats JM, Pruijn GJ (2005). MPP6 ist ein Exosom-assoziiertes RNA-bindendes Protein, das an der 5.8S-rRNA-Reifung beteiligt ist. Nukleinsäuren Res. 33 (21): 6795–804. PMID: 16396833. PMC: 1310903. DOI: 10.1093/nar/gki982.