Войти
Тельца включения - это ядерные или цитоплазматические агрегаты стабильных веществ, обычно белки. Они обычно представляют собой сайты вирусного размножения в бактериальной или эукариотической клетке и обычно состоят из вирусных капсидных белков. Тельца включения также могут быть отличительными чертами генетических заболеваний, как в случае телесных включений нейронов при таких расстройствах, как лобно-височная деменция и болезнь Паркинсона.
Тельца включения содержат очень мало хозяина. белок, рибосомные компоненты или фрагменты ДНК / РНК. Они часто почти исключительно содержат сверхэкспрессированный белок и агрегацию и, как сообщается, обратимы. Было высказано предположение, что тельца включения представляют собой динамические структуры, образованные несбалансированным равновесием между агрегированными и растворимыми белками Escherichia coli. Появляется все больше информации, указывающей на то, что образование телец включения происходит в результате внутриклеточного накопления частично свернутых экспрессированных белков, которые агрегируются посредством нековалентных гидрофобных или ионных взаимодействий или их комбинации.
Тельца включения представляют собой плотные, преломляющие электроны частицы агрегированного белка, обнаруживаемые как в цитоплазматическом, так и в периплазматическом пространствах E.coli во время высокого уровня экспрессии гетерологичного белка. Обычно предполагается, что высокий уровень экспрессии ненативного белка (более 2% клеточного белка) и высокогидрофобного белка более склонен к накоплению в виде телец включения в E. coli. В случае белков, имеющих дисульфидные связи, ожидается образование белковых агрегатов в виде телец включения, поскольку восстанавливающая среда бактериального цитозоля ингибирует образование дисульфидных связей. Диаметр сферических телец включения бактерий варьируется от 0,5 до 1,3 мкм, а белковые агрегаты имеют либо аморфную, либо паракристаллическую природу в зависимости от локализации. Тельца включения имеют более высокую плотность (~ 1,3 мг / мл), чем многие из клеточных компонентов, и поэтому могут быть легко отделены высокоскоростным центрифугированием после разрушения клеток. Тельца включения, несмотря на то, что они плотные частицы, сильно гидратированы и имеют пористую структуру.
Тельца включения имеют неединичную липидную мембрану. Классически считается, что белковые тельца включения содержат неправильно свернутый белок. Однако недавно это оспаривалось, поскольку зеленый флуоресцентный белок иногда флуоресцирует в телец включения, что указывает на некоторое сходство с нативной структурой, и исследователи извлекли свернутый белок из телец включения.
Когда гены из одного организма экспрессируются в другом организме, полученный белок иногда образует тельца включения. Это часто верно, когда пересекаются большие эволюционные дистанции: например, кДНК, выделенная из Eukarya и выраженная как рекомбинантный ген в прокариоте рискует образованием неактивных агрегатов белка, известных как тельца включения. Хотя кДНК может правильно кодировать транслируемую мРНК, полученный в результате белок появится в чужеродном микроокружении. Это часто имеет фатальные последствия, особенно если цель клонирования состоит в производстве биологически активного белка. Например, эукариотические системы для модификации углеводов и мембранного транспорта не обнаружены у прокариот. Внутреннее микроокружение прокариотической клетки (pH, осмолярность ) может отличаться от микроокружения исходного источника гена. Механизмы сворачивания белка также могут отсутствовать, и гидрофобные остатки, которые обычно оставались бы скрытыми, могут быть открыты и доступны для взаимодействия с аналогичными открытыми участками на других эктопических белки. Системы обработки для расщепления и удаления внутренних пептидов также будут отсутствовать в бактериях. Первоначальные попытки клонировать инсулин в бактерию страдали от всех этих недостатков. Кроме того, точные контроли, которые могут поддерживать концентрацию белка на низком уровне, также будут отсутствовать в прокариотической клетке, и сверхэкспрессия может привести к заполнению клетки с эктопическим белком, который, даже если бы он был правильно свернут, выпадал бы в осадок, насыщая окружающую среду.
Тело включения цитоплазмы вируса чумы собак (кровь мазок, окраска Райта) Примеры вирусных телец включения у животных:
внутрицитоплазматические эозинофильные (ацидофильные) -
Внутриядерный эозинофильный (ацидофильный) -
внутриядерный базофильный-
Как внутриядерный, так и внутрицитоплазматический-
Примеры вирусных телец включения в растениях включают скопления вирусных частиц (например, для вируса мозаики огурца) и скопления вирусные белки (например, цилиндрические включения потивирусов). В зависимости от растения и семейства растительных вирусов эти включения могут быть обнаружены в клетках эпидермиса, клетках мезофилла и клетках устьиц при правильном окрашивании растительной ткани.
Обычно эритроцит не содержит включений в цитоплазме. Однако это может наблюдаться из-за определенных гематологических нарушений.
Есть три вида включений эритроцитов:
Полигидроксиалканоаты (PHA) продуцируются бактериями, как тела включения. Размер гранул PHA ограничен в E. coli из-за ее небольшого размера. Тельца включения бактериальных клеток не так многочисленны внутриклеточно по сравнению с эукариотическими клетками.
70-80% рекомбинантных белков, экспрессируемых E. coli, содержатся в телец включения (то есть в белковых агрегатах). Очистка экспрессированных белков от телец включения обычно требует двух основных этапов: экстракции телец включения из бактерий с последующей солюбилизацией очищенных телец включения. Солюбилизация тел включений часто включает обработку денатурирующими агентами, такими как мочевина или гуанидинхлорид в высоких концентрациях, для деагрегации разрушенных белков. Ренатурация следует за обработкой денатурирующими агентами и часто состоит из диализа и / или использования молекул, которые способствуют рефолдингу денатурированных белков (включая хаотопные агенты и шапероны).
Псевдо- включения представляют собой инвагинации цитоплазмы в ядра клеток, которые могут давать вид внутриядерных включений. Они могут появляться при папиллярной карциноме щитовидной железы.
| Заболевание | Пораженные клетки |
|---|---|
| Миозит с тельцами включения | мышечные клетки |
| Боковой амиотрофический склероз | моторный нейроны |
| Деменция с тельцами Леви | нейроны головного мозга |
Заболевания телец включения отличаются от болезней амилоида тем, что тельца включения обязательно представляют собой внутриклеточные агрегаты белка, где амилоид может быть внутриклеточным или внеклеточным. Амилоид также требует полимеризации белка, чего не происходит с тельцами включения.
Тельца включения часто состоят из денатурированных агрегатов неактивных белков. Хотя ренатурация телец включения может иногда приводить к солюбилизации и восстановлению активных белков, этот процесс все еще очень эмпирический, неопределенный и малоэффективный. За прошедшие годы было разработано несколько методов предотвращения образования телец включения. Эти методы включают:
