ヴォールト（器官）

ボールト、N末端繰り返しドメイン
ラット肝臓のVault複合体の構造。[1]
識別子
シンボル	金庫
パム	PF01505
インタープロ	著作権
プロサイト	PDOC51224
利用可能なタンパク質構造: パム   構造 / ECOD   電子データ RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBサム 構造の概要 電子データ 2ZUO 2ZV4 2ZV5

ヴォールトまたはヴォールト細胞質リボ核タンパク質は、その機能がまだ完全には解明されていない真核生物の細胞小器官です。 1986年にナンシー・ケダーシャとレナード・ロームによって発見され単離された^[2]ヴォールトは、ネガティブ染色して電子顕微鏡で観察すると、39回対称（またはD _39d）の大聖堂のアーチ型天井のアーチに似た細胞質小器官です。^{[1]多くの種類の真核細胞に存在し、}真核生物間で高度に保存されているようです。^[3]

ヴォールトは大きなリボ核タンパク質粒子である。リボソームの約3倍の大きさで、重さは約13 MDaで、ほとんどの真核細胞とすべての高等真核生物に見られる。ネガティブ染色では34 nm x 60 nm 、クライオ電子顕微鏡では26 nm x 49 nm 、STEMでは35 nm x 59 nmの大きさである。^[4] ヴォールトは主にタンパク質で構成されているため、従来の技術では染色が困難である。

タンパク質構造は、約 100 kDa の主要なボールトタンパク質(MVP)の 78 個のコピーからなる外殻で構成されています。内部には、2 つの関連ボールトタンパク質、 TEP1とVPARPがあります。TEP1 はテロメラーゼ関連タンパク質 1 としても知られ、^[5] 290 kDa であり、VPARP (PARP4 としても知られています) はポリ (ADP-リボース) ポリメラーゼ(PARP) に関連しており、193 kDa です。^[6]高等真核生物のボールトには、86～141 塩基の 1 つまたは複数の小さなボールト RNA (vRNA、vtRNA としても知られています) も含まれています。^[7]

MVPサブユニットは、各ハーフヴォールトのN末端が互いに向かい合うように、頭と頭が組み合わさって構成されています。N末端からC末端にかけて、MVPサブユニットは、ヴォールトシェルの形状に対応する9つのリピートドメイン、1つのバンド7のようなショルダードメイン、1つのキャップヘリックスドメイン、および1つのキャップリングドメインに折り畳まれています。VPARPはリピートドメイン#4に結合します。TEP1は、それ自体がWD40リピートによるリングであり、キャップドメインに結合し、特定のタイプのvRNAがキャップを塞ぎます。^[8]

完全には解明されていないが、ヴォールトは核膜孔複合体と関連付けられており、その八角形の形状がこれを裏付けていると思われる。^{[9] [10]} ヴォールトは、核-細胞質輸送、mRNAの局在、薬剤耐性、細胞シグナル伝達、核膜孔アセンブリ、自然免疫など、幅広い細胞機能に関与している。^[11] 3つのヴォールトタンパク質（MVP、VPARP、およびTEP1）は、マウスでそれぞれ個別および組み合わせ（VPARPとTEP1）でノックアウトされている。^{[12] [13] [14]}ノックアウトマウスはすべて生存可能であり、大きな表現型の変化は観察されていない。Dictyostelium は3つの異なるMVPをコードしており、そのうち2つは個別および組み合わせでノックアウトされている。^[15] Dictyosteliumのダブルノックアウトで観察された唯一の表現型は、栄養ストレス下での成長遅延であった。^[16]ヴォールトが重要な細胞機能に関与しているのであれば、ヴォールトの喪失を緩和できる冗長システムが存在する可能性が高いと思われる。

1990年代後半、研究者らは、多剤耐性、つまり多くの化学療法に対する耐性と診断された癌患者において、ボルト（特にMVP）が過剰発現していることを発見した。 ^[17] これは、ボルト数の増加が薬剤耐性につながったことを証明するものではありませんが、何らかの関与を示唆しています。これは、腫瘍細胞の薬剤耐性の背後にあるメカニズムを発見し、抗癌剤を改善する可能性を秘めています。^[15]

ヴォールトは哺乳類、両生類、鳥類、および細胞性粘菌（Dictyostelium discoideum ）で確認されている。^[3] Pfamデータベースで使用されているヴォールトモデルは、ゾウリムシ、キネトプラスティダ、多くの脊椎動物、刺胞動物（イソギンチャク）、軟体動物、Trichoplax adhaerens、扁形動物、Echinococcus granulosus、および 襟鞭毛虫における相同体を識別している。^[18]

多くの真核生物種でヴォールトが観察されているが、リボ核タンパク質を持たない種もいくつかある。これらには以下の種が含まれる: ^[19]

• シロイヌナズナ—キャベツやマスタードと同系の小さな花を咲かせる植物。
• Caenorhabditis elegans —土壌に生息する自由生活性の線虫。
• キイロショウジョウバエ— ショウジョウバエとしても知られる二枚羽の昆虫。
• サッカロミセス・セレビシエ—酵母の一種。

これら4種はそれぞれ植物、線虫、動物遺伝学、真菌のモデル生物である。これらの例外にもかかわらず、ヴォールトを持つ生物の類似性の高さは、ある種の進化的重要性を示唆している。^[3]

主要なボールトタンパク質の相同体は、計算により細菌で発見されている。シアノバクテリアの配列が最も類似しているようである。^{[20] [21]} Pfamもそのような相同体のいくつかを識別できる。^[18]

UCLAのローマ研究室は、バキュロウイルスシステムを使用して大量のボールトを生産するためにいくつかのグループと共同研究を行ってきました。昆虫細胞で主要ボールトタンパク質（MVP）が発現すると、ボールト粒子は細胞質内のポリリボソーム上に組み立てられます。 ^[22]分子遺伝学的手法を使用して主要ボールトタンパク質をコードする遺伝子を改変することにより、化学的に活性なペプチドが配列に付加されたボールト粒子が生成されました。これらの改変されたタンパク質は、ボールト粒子の基本構造を変更することなく、ボールト粒子の内部に組み込まれます。タンパク質とペプチドは、VPARPタンパク質に由来するパッケージングドメインを付加することにより、ボールトにパッケージ化することもできます。^{[16]ボールトをバイオエンジニアリングして、}薬物送達、生物学的センサー、酵素送達、制御放出、環境修復など、さまざまな生物学的用途に使用できるという概念をテストするために、多数の改変されたボールト粒子が生産されました。

免疫系を活性化して肺がんを攻撃する可能性のあるケモカインが入った金庫が開発されており、このアプローチは第1相試験を受けている。 ^{[23] [24]}

• ヴォールトRNA
• 主要なボールトタンパク質

• Vault ウェブサイト (UCLA)。 — ウェブ アーカイブ (2009 年 2 月 28 日)
• 米国国立医学図書館の医学件名標目(MeSH)にある Vault+Ribonucleoprotein+Particles
• Rfamの Vault RNA のページ
• プロテオペディアの主要なボールトタンパク質