Группоспецифический антиген

Группоспецифический антиген , или gag , — это полипротеин , содержащий основные структурные белки Ortervirus ( за исключением Caulimoviridae ). Он был назван так, потому что ученые считали его антигенным. Теперь известно, что он составляет внутреннюю оболочку, а не оболочку, выступающую наружу. Он составляет все структурные единицы вирусной конформации и обеспечивает поддерживающий каркас для зрелого вириона.

Все орторетровирусные белки gag перерабатываются протеазой (PR или pro ) в части MA (матрикс) , CA (капсид), NC (нуклеокапсид) и иногда больше. [1] Если Gag не расщепляется на свои субъединицы, вирион не созревает и остается неинфекционным.

Он входит в состав белка слияния gag-onc .

Кляп в ВИЧ

HIV-1 Gag белок гомо18-мер, вирус иммунодефицита человека 1
Белок Gag в структуре РНК-генома ВИЧ-1
Gag полипротеин
Идентификаторы
ОрганизмВИЧ-1 М:B_HXB2R
Символкляп
UniProtР04591
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро

Система нумерации

По соглашению геном ВИЧ нумеруется в соответствии с эталонным штаммом ВИЧ-1 группы М подтипа В HXB2. [2]

Транскрипция и процессинг мРНК

После того, как вирус проникает в клетку-мишень, вирусный геном интегрируется в хроматин клетки-хозяина. Затем РНК-полимераза II транскрибирует 9181 нуклеотид полной длины вирусной РНК. Белок Gag ВИЧ кодируется геном gag ВИЧ , нуклеотиды HXB2 790-2292. [2]

МА

Матричный белок ВИЧ p17 (MA) представляет собой белок массой 17 кДа , состоящий из 132 аминокислот, который составляет N-конец полипротеина Gag. Он отвечает за нацеливание полипротеина Gag на плазматическую мембрану посредством взаимодействия с PI(4,5)P2 через его высокоосновную область (HBR). [3] ВИЧ MA также контактирует с трансмембранным гликопротеином ВИЧ gp41 в собранном вирусе и, действительно, может играть решающую роль в привлечении гликопротеинов Env к вирусным сайтам почкования. [ необходима цитата ]

После трансляции Gag на рибосомах полипротеины Gag миристоилируются по остаткам глицина на N-конце с помощью N-миристоилтрансферазы 1. Это критическая модификация для нацеливания на плазматическую мембрану. В несвязанной с мембраной форме хвост жирной кислоты миристоила MA изолирован в гидрофобном кармане в ядре белка MA. [3]

Распознавание плазматической мембраны PI(4,5)P2 МА HBR активирует «миристоиловый переключатель», при котором миристоиловая группа выдавливается из своего гидрофобного кармана в МА и встраивается в плазматическую мембрану. [3] Параллельно (или, возможно, одновременно) с активацией миристоилового переключателя, фрагмент арахидоновой кислоты PI(4,5)P2 извлекается из плазматической мембраны и связывается в канале на поверхности МА (который отличается от того, который ранее занимала миристоиловая группа МА. [3] Затем ВИЧ Gag прочно связывается с поверхностью мембраны посредством трех взаимодействий: 1) между МА HBR и инозитолфосфатом PI(4,5)P2, 2) между выдавленным миристоиловым хвостом МА и гидрофобной внутренней частью плазматической мембраны и 3) между фрагментом арахидоновой кислоты PI(4,5)P2 и гидрофобным каналом вдоль поверхности МА. [ необходима ссылка ]

КА

Капсидный белок p24 (CA) представляет собой белок 24 кДа, слитый с C-концом MA в необработанном полипротеине Gag ВИЧ. После созревания вируса CA образует вирусный капсид . CA имеет два общепризнанных домена: C-концевой домен (CTD) и N-концевой домен (NTD). CA CTD и NTD играют различные роли во время почкования ВИЧ и структуры капсида. [ необходима цитата ]

При использовании вестерн-блоттинга для выявления ВИЧ-инфекции p24 является одним из трех основных проверяемых белков наряду с gp120 /gp160 и gp41 .

В то время как MA, IN, VPR и cPPT ранее рассматривались как факторы, влияющие на способность ВИЧ поражать неделящиеся клетки, было показано, что CA является доминирующим фактором, определяющим инфекционность ретровируса в неделящихся клетках, что является ключевым фактором, помогающим избежать инсерционного мутагенеза в лентивирусной генной терапии . [4]

СП1

Спейсерный пептид 1 (SP1, ранее «p2») — это 14-аминокислотный полипептид, находящийся между CA и NC. Расщепление соединения CA-SP1 является последним этапом созревания вируса, что позволяет CA конденсироваться в вирусный капсид. SP1 неструктурирован в растворе, но в присутствии менее полярных растворителей или при высоких концентрациях полипептида он принимает α-спиральную структуру. [5] В научных исследованиях вестерн-блоты для CA (24 кДа) могут указывать на дефект созревания по высокому относительному присутствию полосы 25 кДа (нерасщепленный CA-SP1). SP1 играет важную роль в сборке частиц ВИЧ, [5] хотя точная природа его роли и физиологическая значимость структурной динамики SP1 неизвестны.

NC

Нуклеокапсидный белок ВИЧ (NC) представляет собой белок цинкового пальца массой 7 кДа в полипротеине Gag, который после созревания вируса образует вирусный нуклеокапсид. NC привлекает полноразмерную вирусную геномную РНК к зарождающимся вирионам. [ необходима цитата ]

СП2

Спейсерный пептид 2 (SP2, ранее «p1») представляет собой 16-аминокислотный полипептид с неизвестной функцией, который разделяет белки Gag NC и p6.

стр6

ВИЧ p6 представляет собой полипептид массой 6 кДа на С-конце полипротеина Gag. [6] Он привлекает клеточные белки TSG101 (компонент ESCRT-I ) и ALIX для инициирования отпочкования вирусных частиц от плазматической мембраны. У p6 нет известной функции в зрелом вирусе. [ необходима цитата ]

В эндогенных ретровирусах

Оба экземпляра человеческого эндогенного ретровируса K и человеческого эндогенного ретровируса-W несут гены gag , обычно поврежденные, которые широко экспрессируются. Существует долгая история предположений об их участии в рассеянном склерозе и других неврологических расстройствах. [7]

В других вирусах

Спумавирус gag-белок
Идентификаторы
СимволGag_spuma
ПфамПФ03276
ИнтерПроIPR004957
Доступные структуры белков:
Пфам  структуры / ECOD  
ПДБRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsumрезюме структуры

Ген gag у Spumaretrovirinae (например, P14349 ) и Metaviridae (например, Q86TG7 ) имеет только узнаваемую часть нуклеокапсида. Он также не имеет последовательности миристоилирования. [8]

Спумаретровирусный (SV) gag связан с орторетровирусным gag , поскольку структурные исследования показали, что часть N-концевого домена имеет функциональную и структурную гомологию с типичным капсидным белком. [9] SV gag не обрабатывается так, как орторетровирусный gag ; требуется только крошечный разрез в 3 кДа на C-конце, а другие сайты расщепления, как правило, неэффективны. [10]

Метавирусный (MV, Ty3/gypsy) gag также, как известно, имеет структурно гомологичный капсидный белок. Каждый капсид собран из 540 белков. В отличие от орторетровирусных белков CA, он не требует драматического созревания. [11] Ген белка, ассоциированного с активностью цитоскелета (ARC), животного происхождения перепрофилирован из метавирусного gag . [12] Этот ген отвечает за транспортировку мРНК между нервными клетками, что является ключевой частью нейропластичности . Он независимо возник у тетрапод и дрозофилы . [13]

Члены Caulimoviridae редко получают назначение gag на ORF, содержащую капсид, но схема CP-PRO-POL показывает аналогию с канонической схемой gag - pol . Склеиваются ли части в полипротеин, зависит от рода. [ необходима цитата ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Coffin JM, Hughes SH, Varmus HE (1997). "Генетическая организация". Ретровирусы . Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  2. ^ ab "Достопримечательности генома ВИЧ". Национальная лаборатория Лос-Аламоса . Получено 2013-11-04 .
  3. ^ abcd Lalonde MS, Sundquist WI (ноябрь 2012 г.). «Как ВИЧ находит дверь». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (46): 18631–2. Bibcode : 2012PNAS..10918631L. doi : 10.1073/pnas.1215940109 . PMC 3503163. PMID  23118338 . 
  4. ^ Ямашита М., Эмерман М. (июнь 2004 г.). «Капсид — доминирующий детерминант инфекционности ретровирусов в неделящихся клетках». Журнал вирусологии . 78 (11): 5670–5678. doi :10.1128/JVI.78.11.5670-5678.2004. PMC 415837. PMID  15140964 . 
  5. ^ ab Datta SA, Temeselew LG, Crist RM, Soheilian F, Kamata A, Mirro J, et al. (Май 2011). «О роли домена SP1 в сборке частиц ВИЧ-1: молекулярный переключатель?». Journal of Virology . 85 (9): 4111–21. doi :10.1128/JVI.00006-11. PMC 3126284 . PMID  21325421. 
  6. ^ Solbak SM, Reksten TR, Hahn F, Wray V, Henklein P, Henklein P, et al. (Февраль 2013). "HIV-1 p6 - структурированный гибкий многофункциональный мембрано-взаимодействующий белок". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны . 1828 (2). Elsevier BV: 816–23. doi : 10.1016/j.bbamem.2012.11.010 . PMID  23174350.
  7. ^ Энтони Дж. М., Деслаурье А. М., Бхат Р. К., Эллестад К. К., Пауэр С. (февраль 2011 г.). «Эндогенные ретровирусы человека и рассеянный склероз: невинные свидетели или детерминанты болезни?» (PDF) . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярные основы болезни . 1812 (2): 162–76. doi :10.1016/j.bbadis.2010.07.016. PMC 7172332 . PMID  20696240. 
  8. ^ Touret F, Guiguen F, Greenland T, Terzian C (декабрь 2014 г.). «In between: gypsy in Drosophila melanogaster reveals new insights into endogenous retrovirus evolution». Вирусы . 6 (12): 4914–25. doi : 10.3390/v6124914 . PMC 4276936 . PMID  25502325. 
  9. ^ Ball NJ, Nicastro G, Dutta M, Pollard DJ, Goldstone DC, Sanz-Ramos M и др. (ноябрь 2016 г.). «Структура центрального домена Gag Spumaretrovirus раскрывает древний ретровирусный капсид». PLOS Pathogens . 12 (11): e1005981. doi : 10.1371/journal.ppat.1005981 . PMC 5102385. PMID  27829070 . 
  10. ^ Мюллерс Э. (март 2013 г.). «Пенистые вирусные белки Gag: что делает их разными?». Вирусы . 5 (4): 1023–41. doi : 10.3390/v5041023 . PMC 3705263. PMID  23531622 . 
  11. ^ Dodonova SO, Prinz S, Bilanchone V, Sandmeyer S, Briggs JA (май 2019). «Структура капсида ретротранспозона Ty3/Gypsy и эволюция ретровирусов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (20): 10048–10057. doi : 10.1073/pnas.1900931116 . PMC 6525542. PMID  31036670 . 
  12. ^ Cottee MA, Letham SC, Young GR, Stoye JP, Taylor IA (январь 2020 г.). «Drosophila melanogaster ARC1 обнаруживает перепрофилированную молекулу с характеристиками ретровирусного Gag». Science Advances . 6 (1): eaay6354. doi : 10.1126/sciadv.aay6354 . PMC 6938703 . PMID  31911950. 
  13. ^ Parrish NF, Tomonaga K (январь 2018). «Вирусный (арх)улей для памяти метазоа». Cell . 172 (1–2): 8–10. doi : 10.1016/j.cell.2017.12.029 . PMID  29328922.
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Группоспецифический_антиген&oldid=1169472038"