Mikrosom

Inom cellbiologi är mikrosomer heterogena vesikelliknande artefakter (~20-200 nm diameter ) som återbildas från delar av det endoplasmatiska retikulumet (ER) när eukaryota celler bryts upp i laboratoriet ; mikrosomer finns inte i friska, levande celler.

Grova (innehållande ribosomer ) och släta (utan ribosomer) mikrosomer görs från det endoplasmatiska retikulumet genom cellavbrott . Dessa mikrosomer har en insida som är exakt densamma som den endoplasmatiska retikulumlumen. Båda formerna av mikrosomer kan renas genom en process som kallas jämviktsdensitetscentrifugering . Grova och släta mikrosomer skiljer sig åt i sina proteiner och grova mikrosomer har visat förekomst av translation och translokation på samma gång förutom vissa undantag från proteiner i jäst.

Signalhypotes

Signalhypotesen postulerades av Günter Blobel och David Sabatini 1971, och angav att en unik peptidsekvens kodas av mRNA specifikt för proteiner avsedda för translokation över ER-membranet. Denna peptidsignal riktar den aktiva ribosomen till membranytan och skapar förutsättningar för överföring av den begynnande polypeptiden över membranet. Generaliseringen av signalhypotesen till att inkludera signaler för varje organell och plats i cellen hade en inverkan långt utöver att belysa målinriktningen av sekretoriska proteiner, eftersom den introducerade konceptet med "topogena" signaler för första gången. Före signalhypotesen var det nästan otänkbart att information kodad i polypeptidkedjan kunde bestämma lokaliseringen av proteiner i cellen.

Cellfri proteinsyntes

Detta hänför sig till cellfri proteinsyntes . Cellfri proteinsyntes som är utan mikrosomer har inget sätt att införliva i mikrosomerna. Detta innebär att när mikrosomala membran presenteras senare sker inte borttagningen av signalsekvensen. Med mikrosomer där visar cellfri proteinsyntes samtranslationell transport av proteinet in i mikrosomen och därför avlägsnandet av signalsekvensen. Denna process producerar en mogen proteinkedja. Studier har undersökt den cellfria proteinsyntesprocessen när mikrosomer får sina bundna ribosomer borttagna från dem. Detta förklarade vissa detaljer om endoplasmatiska retikulumsignalsekvenser. Normalt får ett sekretoriskt protein endast sin signalsekvens borttagen om mikrosomerna är där för proteinsyntes på grund av att det sekretoriska proteinet är inkorporerat i mikrosomerna. Proteintransport sker inte om det sker en sen tillsats av mikrosomer efter att proteinsyntesen har slutförts.

Proteinextrudering i en mikrosom kan beskrivas av flera faktorer. Ett protein har extruderats om det är resistent mot proteaser , inte är resistent mot proteaser när detergenter är närvarande eller glykosyleras av enzymer som finns i mikrosomerna. Ett annat tecken på att ett protein har extruderats är signalpeptidas som klyver bort den N-terminala signalpeptiden inuti mikrosomen, vilket kan göra att proteinet blir mindre i storlek.

Pulse-Chase experiment

Mikrosomer spelar också en roll i Pulse-Chase-experimenten . Pulse-Chase-experimenten visade att utsöndrade proteiner rör sig över det endoplasmatiska retikulummembranet när membranen renas. Det var viktigt att ta bort det endoplasmatiska retikulumet från resten av cellen för att undersöka translokation men detta är inte möjligt på grund av hur känsligt och sammankopplat det är. Detta gjorde det möjligt för mikrosomer att spela in eftersom de har majoriteten av de biokemiska egenskaperna hos det endoplasmatiska retikulumet. Mikrosomerna bildas genom homogenisering av cellerna och små slutna vesiklar med ribosomer utanför bildas från grov nedbrytning av endoplasmatisk retikulum. När mikrosomer behandlades med proteas, fann man att polypeptiden gjord av ribosomer slutade i mikrosomallumen. Detta sker trots att proteinerna är gjorda på den cytosoliska ytan av det endoplasmatiska retikulummembranet.

Andra experiment har visat att mikrosomer måste införas innan ungefär de första 70 aminosyrorna översätts för att det sekretoriska proteinet ska gå in i det mikrosomala lumen. Vid denna tidpunkt sticker 40 aminosyror ut från ribosomen och de 30 aminosyrorna efter det finns i ribosomkanalen. Cotranslationell translokation förklarar att transport in i det endoplasmatiska retikulumlumen av sekretoriska proteiner börjar med att proteinet fortfarande är bundet till ribosomerna och inte är helt syntetiserat. Mikrosomer kan koncentreras och separeras från annat cellulärt skräp genom differentiell centrifugering . Obrutna celler, kärnor och mitokondrier sedimenterar ut vid 10 000 g (där g är jordens gravitationsacceleration), medan lösliga enzymer och fragmenterad ER, som innehåller cytokrom P450 (CYP), förblir i lösning. Vid 100 000 g, uppnådd genom snabbare centrifugrotation, sedimenterar ER ur lösningen som en pellet men de lösliga enzymerna förblir i supernatanten . På detta sätt koncentreras och isoleras cytokrom P450 i mikrosomer. Mikrosomer har en rödbrun färg på grund av förekomsten av hemen . På grund av behovet av ett flerdelat proteinsystem är mikrosomer nödvändiga för att analysera CYPs metaboliska aktivitet . Dessa CYP är mycket rikligt förekommande i lever hos råttor, möss och människor, men finns också i alla andra organ och organismer.

För att få mikrosomer som innehåller en specifik CYP eller för höga mängder aktivt enzym framställs mikrosomer från Sf9-insektsceller eller i jäst via heterologt uttryck . Alternativt kan uttryck i Escherichia coli av hela eller trunkerade proteiner också utföras. Därför är mikrosomer ett värdefullt verktyg för att undersöka metabolismen av föreningar (enzymhämning, clearance och metabolitidentifiering ) och för att undersöka läkemedels-läkemedelsinteraktioner genom in vitro -forskning. Forskare väljer ofta mikrosompartier baserat på enzymaktivitetsnivån hos specifika CYP. Vissa partier är tillgängliga för att studera specifika populationer (till exempel lungmikrosomer från rökare eller icke-rökare) eller indelade i klassificeringar för att möta mål-CYP-aktivitetsnivåer för studier av hämning och metabolism .

Mikrosomer används för att efterlikna aktiviteten hos det endoplasmatiska retikulumet i ett provrör och utföra experiment som kräver proteinsyntes på ett membran. De tillhandahåller ett sätt för forskare att ta reda på hur proteiner tillverkas på ER i en cell genom att rekonstituera processen i ett provrör.

Keefer et al. undersökte hur mänskliga levermikrosomer och mänskliga hepatocyter används för att studera metabolisk stabilitet och hämning för in vitro-system. Att gå in på deras likheter och skillnader kan belysa mekanismerna för metabolism , passiv permeabilitet och transportörer. Det visades att passiv permeabilitet är viktig i metabolism och enzymhämning i humana hepatocyter. Dessutom har P-gp-utflöde en mindre roll i samma område. Dessutom är levermikrosomer mer prediktiva än hepatocyter av in vivo-clearance när de ger högre intrinsic clearance än hepatocyterna.

MTP

Iqbal, Jahangir och Al-Qarni studerade det mikrosomala triglyceridöverföringsproteinet ( MTP). MTP är ett endoplasmatiskt reticulum-resident protein och hjälper till att överföra neutrala lipider till apolipoprotein B som är i början . MTP har stor användning för abetalipoproteinemipatienter med MTP-mutationer på grund av hur det påverkar sammansättningen och utsöndringen av apoB-innehållande lipoproteiner . Dessa MTP-mutationer är kopplade till att de apoB-innehållande lipoproteinerna saknar cirkulation. MTP är också involverat i kolesterolester och kluster av differentiering 1d biosyntes. Överföring av sfingolipider till apoB-innehållande lipoproteiner faller också under MTP:s förmåga. MTP arbetar med homeostas av lipider och lipoproteiner och är relaterat till vissa patofysiologiska tillstånd och metabola sjukdomar .

Wang et al. utforskade läkemedelsmetabolism in vitro med hjälp av humana levermikrosomer och humana lever S9-fraktioner. Studien fann signifikanta skillnader mellan humana levermikrosomer och humana lever S9-fraktioner i läkemedelsmetaboliserande enzym- och transportproteinkoncentrationer. Protein-proteinkorrelationerna för dessa läkemedelsmetaboliserande enzymer och transportörer bestämdes relaterat till de två leverpreparaten.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Microsome&oldid=1142278615 "