Nanocompartimiento de encapsulina

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Nanocompartimiento de encapsulina en Thermotoga maritima.

Los nanocompartimientos de encapsulina, o jaulas de proteína encapsulina, son orgánulos procariotas que consisten en compartimientos proteicos esféricos de aproximadamente 25-30 nm de diámetro que están involucrados en varios aspectos del metabolismo, en particular protegiendo a las bacterias y arqueas del estrés oxidativo.[1]​ Su función depende de las proteínas cargadas en el nanocompartimiento. La esfera está formada por 60 (para una esfera de 25 nm) o 180 (para una esfera de 30 nm) copias de un solo protómero, denominado encapsulina. Su estructura se ha estudiado con gran detalle mediante cristalografía de rayos X y microscopía crioelectrónica. Los nanocompartimientos de encapsulina son estructuralmente similares a las cápsides de los caudovirus y los herpesvirus con los que parece estar emparentado y comparten una proteína similar.[2]​[3]​ Los análisis filogenéticos de las secuencias proteicas sugieren que los nanocompartimientos de encapsulina se originaron a partir de las cápsides de los caudovirus.[4]​

Se han identificado varios tipos diferentes de proteínas que se cargan en nanocompartimientos de encapsulina. Las peroxidasas o proteínas similares a las ferritinas son los dos tipos más comunes de proteínas de carga. Si bien la mayoría de los nanocompartimientos de encapsulina contienen solo un tipo de proteína de carga, en algunas especies se cargan dos o tres tipos de proteínas de carga.[2]​[3]​[5]​

Las encapsulinas purificadas de la bacteria Rhodococcus jostii se pueden ensamblar y desmontar con cambios de pH. En estado ensamblado, el compartimento mejora la actividad de su carga, una enzima peroxidasa.[6]​

Importancia en bioingeniería[editar]

Recientemente, los nanocompartimientos de encapsulina han comenzado a recibir un interés considerable por parte de los bioingenieros debido a su potencial para permitir la administración dirigida de fármacos, proteínas y ARNm a células específicas de interés.[7]​[8]​[9]​

Enlaces externos[editar]

Referencias[editar]

  1. ↑ Nichols, Robert J.; Cassidy-Amstutz, Caleb; Chaijarasphong, Thawatchai; Savage, David F. (October 2017). «Encapsulins: molecular biology of the shell». Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 52 (5): 583-594. ISSN 1549-7798. PMID 28635326. doi:10.1080/10409238.2017.1337709. 
  2. ↑ a b Sutter, M; Boehringer, D; Gutmann, S; Günther, S; Prangishvili, D; Loessner, MJ; Stetter, KO; Weber-Ban, E et al. (September 2008). «Structural basis of enzyme encapsulation into a bacterial nanocompartment.». Nature Structural & Molecular Biology 15 (9): 939-47. PMID 19172747. doi:10.1038/nsmb.1473. hdl:20.500.11850/150838. 
  3. ↑ a b McHugh, CA; Fontana, J; Nemecek, D; Cheng, N; Aksyuk, AA; Heymann, JB; Winkler, DC; Lam, AS; Wall, JS; Steven, AC; Hoiczyk, E (1 de septiembre de 2014). «A virus capsid-like nanocompartment that stores iron and protects bacteria from oxidative stress.». The EMBO Journal 33 (17): 1896-911. PMC 4195785. PMID 25024436. doi:10.15252/embj.201488566. 
  4. ↑ Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Varsani A, Wolf YI, Yutin N, Zerbini M, Kuhn JH (18 de octubre de 2019). «Create a megataxonomic framework, filling all principal/primary taxonomic ranks, for dsDNA viruses encoding HK97-type major capsid proteins» (docx). International Committee on Taxonomy of Viruses (en inglés). Consultado el 19 de mayo de 2020. 
  5. ↑ Giessen, Tobias W.; Silver, Pamela A. (6 de marzo de 2017). «Widespread distribution of encapsulin nanocompartments reveals functional diversity». Nature Microbiology 2 (6): 17029. ISSN 2058-5276. PMID 28263314. doi:10.1038/nmicrobiol.2017.29. 
  6. ↑ Rahmanpour, Rahman; Bugg, Timothy D. H. (1 de mayo de 2013). «Assembly in vitro of Rhodococcus jostii RHA1 encapsulin and peroxidase DypB to form a nanocompartment». The FEBS Journal 280 (9): 2097-2104. ISSN 1742-4658. PMID 23560779. doi:10.1111/febs.12234. 
  7. ↑ Corchero, José L; Cedano, Juan (2011). «Self-assembling, protein-based intracellular bacterial organelles: emerging vehicles for encapsulating, targeting and delivering therapeutical cargoes». Microbial Cell Factories 10 (1): 92. PMC 3247854. PMID 22046962. doi:10.1186/1475-2859-10-92. 
  8. ↑ Moon, H; Lee, J; Kim, H; Heo, S; Min, J; Kang, S (2014). «Genetically engineering encapsulin protein cage nanoparticle as a SCC-7 cell targeting optical nanoprobe.». Biomaterials Research 18: 21. PMC 4552281. PMID 26331071. doi:10.1186/2055-7124-18-21. 
  9. ↑ Tamura, A; Fukutani, Y; Takami, T; Fujii, M; Nakaguchi, Y; Murakami, Y; Noguchi, K; Yohda, M et al. (January 2015). «Packaging guest proteins into the encapsulin nanocompartment from Rhodococcus erythropolis N771.». Biotechnology and Bioengineering 112 (1): 13-20. PMID 24981030. doi:10.1002/bit.25322. 
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