РИГ-I
Белок млекопитающих обнаружен у людей
DDX58
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыDDX58 , DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp) бокс полипептид 58, RIGI, RLR-1, SGMRT2, RIG-I, DEXD/H-бокс геликаза 58, RIG1
Внешние идентификаторыОМИМ : 609631; МГИ : 2442858; гомологен : 32215; Генные карты : DDX58; OMA :DDX58 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

23586

230073

Ансамбль

ENSG00000107201

ENSMUSG00000040296

UniProt

О95786

Q6Q899

РефСек (мРНК)

NM_014314

NM_172689

RefSeq (белок)

NP_055129

NP_766277

Местоположение (UCSC)Хр 9: 32.46 – 32.53 МбХр 4: 40,2 – 40,24 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши

RIG-I ( ген I, индуцируемый ретиноевой кислотой ) — это цитозольный рецептор распознавания образов (PRR), который может опосредовать индукцию ответа интерферона I типа (IFN1). [5] RIG-I — это важная молекула во врожденной иммунной системе для распознавания клеток, инфицированных вирусом. К этим вирусам могут относиться вирус Западного Нила , вирус японского энцефалита , грипп А , вирус Сендай , флавивирус и коронавирусы . [5] [6]

RIG-I — это АТФ-зависимая DExD/H-бокс- РНК-хеликаза , которая активируется иммуностимулирующими РНК вирусов, а также РНК другого происхождения. RIG-I распознает короткую двухцепочечную РНК (dsRNA) в цитозоле с 5'-три- или дифосфатным концом или 5'-7-метилгуанозиновым (m7G) кэпом (cap-0), но не РНК с 5'-m7G кэпом, имеющим рибозо-2'-O-метил модификацию (cap-1). [7] [8] Они часто образуются во время вирусной инфекции, но также могут быть получены от хозяина. [5] [9] [10] [11] [12] После активации dsRNA домены активации и рекрутирования каспазы N-конца (CARD) мигрируют и связываются с CARD, прикрепленными к митохондриальному противовирусному сигнальному белку ( MAVS ), чтобы активировать сигнальный путь для IFN1. [5] [9]

IFN типа I выполняют три основные функции: ограничивают распространение вируса на близлежащие клетки, способствуют врожденному иммунному ответу, включая воспалительные реакции, и помогают активировать адаптивную иммунную систему . [13] Другие исследования показали, что в различных микросредах, таких как раковые клетки, RIG-I выполняет больше функций, чем распознавание вируса. [10] Ортологи RIG-I обнаружены у млекопитающих, гусей, уток, некоторых рыб и некоторых рептилий. [9] RIG-I находится в большинстве клеток, включая различные клетки врожденной иммунной системы, и обычно находится в неактивном состоянии. [5] [9] Нокаутные мыши , которые были разработаны с удаленным или нефункционирующим геном RIG-I, не являются здоровыми и, как правило, умирают эмбрионально. Если они выживают, у мышей наблюдаются серьезные нарушения развития. [9] Стимулятор генов интерферона STING противодействует RIG-I, связываясь с его N-концом, вероятно, чтобы избежать чрезмерной активации сигнализации RIG-I и связанной с ней аутоиммунности . [14]

Структура

На этом изображении показана базовая структура RIG-I в неактивном и активном состоянии. Показаны N-концевые CARD, домен геликазы DExD/H и домен репрессора C-конца (RD). В активную структуру включен наиболее распространенный RIG-I PAMP, dsRNA с 5'-трифосфатом (5'ppp).

RIG-I кодируется геном DDX58 у людей. [9] [15] RIG-I представляет собой спиральную АТФ-зависимую DExD/H-бокс -РНК-хеликазу с репрессорным доменом (RD) на C-конце , который связывается с целевой РНК. [5] [9] На N-конце находятся два домена активации и рекрутирования каспазы (CARD), которые важны для взаимодействия с митохондриальным противовирусным сигнальным белком (MAVS). [5] [9] RIG-I является членом RIG -I-подобных рецепторов (RLR), которые также включают белок 5, связанный с дифференциацией меланомы (MDA5), и лабораторию генетической физиологии 2 ( LGP2 ). [5] [9] RIG-I и MDA5 оба участвуют в активации MAVS и запуске противовирусного ответа. [16]

Функции

Как рецептор распознавания образов

Рецепторы распознавания образов

Рецепторы распознавания образов (PRR) являются частью врожденной иммунной системы, используемой для распознавания захватчиков. [17] При вирусной инфекции вирус проникает в клетку и берет на себя управление механизмами клетки для саморепликации. Как только вирус начал репликацию, инфицированная клетка больше не полезна и потенциально вредна для своего хозяина, и иммунная система хозяина должна быть уведомлена. RIG-I функционирует как рецептор распознавания образов, а PRR являются молекулами, которые запускают процесс уведомления. PRR распознают определенные молекулярные паттерны, связанные с патогенами (PAMP). [17] После того, как PAMP распознан, он может привести к каскаду сигналов, вызывающему воспалительную реакцию или реакцию интерферона. PRR находятся во многих различных типах клеток, однако наиболее активны в клетках врожденной иммунной системы . Кроме того, они расположены во многих различных частях этих клеток, таких как клеточная мембрана, эндосомальная мембрана и цитозоль, чтобы обеспечить максимальную защиту от многих типов захватчиков (т. е. внеклеточных и внутриклеточных микробов). [5]

RIG-I PAMP

RIG-I находится в цитоплазме, где его функция заключается в распознавании его PAMP, которые в идеале представляют собой короткие (<300 пар оснований) dsRNA с 5′ трифосфатом (5′ ppp). [5] [9] Однако было отмечено, что хотя RIG-I и не идеален, а реакция ослаблена, он может распознавать 5′ дифосфат (5′ pp). Эта способность важна, поскольку многие вирусы эволюционировали, чтобы уклоняться от RIG-I, поэтому наличие двойного лиганда открывает больше дверей для распознавания. [5] [9] Примером вирусов, эволюционирующих, чтобы уклоняться от RIG-I, является случай некоторых ретровирусов, таких как ВИЧ-1, кодирующих протеазу, которая направляет RIG-I в лизосому для деградации и, таким образом, уклоняющихся от опосредованной RIG-I сигнализации. [6] dsRNA может происходить из вирусов с одноцепочечной РНК (ssRNA) или из вирусов с dsRNA. Вирусы ssRNA обычно не распознаются как ssRNA, а через прерывистые продукты репликации в форме dsRNA. [5] [9] RIG-I также способен обнаруживать не собственную 5′-трифосфорилированную dsRNA, транскрибированную с AT-богатой dsDNA ДНК -зависимой РНК-полимеразой III (Pol III). [18] Однако важно отметить, что лиганды RIG-I все еще исследуются и являются спорными. Также примечательно, что RIG-I может работать вместе с MDA5 против вирусов, на которые RIG-I сам по себе может не создать достаточно значительного ответа. [5] [9] Кроме того, для многих вирусов эффективные противовирусные ответы, опосредованные RIG-I, зависят от функционально активного LGP2. [18] Клетки постоянно синтезируют несколько типов РНК, поэтому важно, чтобы RIG-I не связывался с этими РНК. Нативная РНК внутри клетки содержит маркер собственной РНК N 1 2'O-Methyl, который удерживает RIG-I от связывания. [9] [10]

Путь интерферона 1 типа

RIG-I является сигнальной молекулой и обычно находится в конденсированном состоянии покоя до тех пор, пока не активируется. После того, как RIG-I связывается со своим PAMP, такие молекулы, как PACT и короткая изоформа цинкового противовирусного белка (ZAP), помогают поддерживать RIG-I в активированном состоянии, что затем поддерживает домены активации и рекрутирования каспазы (CARD) готовыми к связыванию. [5] Молекула будет мигрировать в домен CARD митохондриального противовирусного сигнального белка ( MAVS ) и связываться. [5] [9] Взаимодействия RIG-I CARD имеют свою собственную регуляторную систему. Хотя RIG-I постоянно экспрессирует CARD, он должен быть активирован лигандом, прежде чем он позволит обоим CARD взаимодействовать с MAVS CARD. [9] Это взаимодействие запустит путь к созданию провоспалительных цитокинов и интерферона типа 1 (IFN1; IFNα и IFNβ) , которые создают противовирусную среду. [5] [9] После того, как IFN1 покидают клетку, они могут связываться с рецепторами IFN1 на поверхности клетки, из которой они пришли, или с другими клетками поблизости. [9] Это увеличит выработку большего количества IFN1, усиливая противовирусную среду. [5] [9] IFN1 также активирует путь JAK-STAT , что приводит к выработке генов, стимулируемых IFN (ISG). [13]

В раковых клетках

Обычно RIG-I распознает чужеродную РНК. Однако иногда он может распознавать «свои» РНК. Было показано, что RIG-I позволяет клеткам рака груди (BrCa) противостоять лечению и расти из-за реакции IFN на некодирующую РНК. Напротив, RIG-I при других типах рака, таких как острый миелоидный лейкоз и гепатоцеллюлярная карцинома , может действовать как супрессор опухоли. [10] Однако, если вирусы, вызывающие рак, инфицируют клетку, RIG-I может привести к гибели клетки. Гибель клетки может произойти через апоптоз через путь каспазы-3 или через IFN-зависимые Т-клетки и естественные клетки-киллеры . [19]

Идентификация и наименование

В 2000 году исследователи из Шанхайского института гематологии, которые идентифицировали новые гены, реагирующие на полностью транс -ретиноевую кислоту (ATRA) в лейкозных клетках, назвали ген RIG-I. [20] RIG-I и другим генам группа присвоила временное название RIG (ген, индуцированный ретиноевой кислотой) в формате RIG-A, RIG-B и т. д., однако они не проводили дополнительной характеристики RIG-I.

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000107201 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000040296 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ abcdefghijklmnopq Kell AM, Gale M (май 2015). «RIG-I в распознавании РНК-вирусов». Вирусология . 479–480: 110–121. doi :10.1016/j.virol.2015.02.017. PMC 4424084. PMID 25749629  . 
  6. ^ ab Солис М., Нахаи П., Джалалирад М., Лакост Дж., Дувиль Р., Аргуэлло М. и др. (февраль 2011 г.). «Передача противовирусных сигналов, опосредованная RIG-I, ингибируется при инфекции ВИЧ-1 за счет опосредованной протеазой секвестрации RIG-I». Журнал вирусологии . 85 (3): 1224–1236. дои : 10.1128/JVI.01635-10. ПМК 3020501 . ПМИД  21084468. 
  7. ^ Goubau D, Schlee M, Deddouche S, Pruijssers AJ, Zillinger T, Goldeck M и др. (октябрь 2014 г.). «Противовирусный иммунитет посредством распознавания РНК, содержащей 5'-дифосфаты, с помощью RIG-I». Nature . 514 (7522): 372–375. Bibcode :2014Natur.514..372G. doi :10.1038/nature13590. PMC 4201573 . PMID  25119032. 
  8. ^ Devarkar SC, Wang C, Miller MT, Ramanathan A, Jiang F, Khan AG и др. (январь 2016 г.). «Структурная основа распознавания m7G и дискриминации 2'-O-метила в кэпированных РНК врожденным иммунным рецептором RIG-I». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (3): 596–601. Bibcode : 2016PNAS..113..596D. doi : 10.1073 /pnas.1515152113 . PMC 4725518. PMID  26733676. 
  9. ^ abcdefghijklmnopqrs Brisse M, Ly H (2019). "Сравнительный анализ структуры и функций рецепторов, подобных RIG-I: RIG-I и MDA5". Frontiers in Immunology . 10 : 1586. doi : 10.3389/fimmu.2019.01586 . PMC 6652118. PMID  31379819 . 
  10. ^ abcd Xu XX, Wan H, Nie L, Shao T, Xiang LX, Shao JZ (март 2018 г.). «RIG-I: многофункциональный белок за пределами рецептора распознавания образов». Protein & Cell . 9 (3): 246–253. doi :10.1007/s13238-017-0431-5. PMC 5829270 . PMID  28593618. 
  11. ^ Chiang JJ, Sparrer KM, van Gent M, Lässig C, Huang T, Osterrieder N, et al. (Январь 2018). «Вирусное разоблачение клеточных транскриптов псевдогена 5S рРНК индуцирует иммунитет, опосредованный RIG-I». Nature Immunology . 19 (1): 53–62. doi :10.1038/s41590-017-0005-y. PMC 5815369 . PMID  29180807. 
  12. ^ Zhao Y, Ye X, Dunker W, Song Y, Karijolich J (ноябрь 2018 г.). «RIG-I-подобное рецепторное восприятие РНК хозяина облегчает клеточный иммунный ответ на инфекцию KSHV». Nature Communications . 9 (1): 4841. Bibcode :2018NatCo...9.4841Z. doi :10.1038/s41467-018-07314-7. PMC 6242832 . PMID  30451863. 
  13. ^ ab Ivashkiv LB, Donlin LT (январь 2014). "Регуляция ответов интерферона I типа". Nature Reviews. Иммунология . 14 (1): 36–49. doi :10.1038/nri3581. PMC 4084561. PMID  24362405 . 
  14. ^ Yu P, Miao Z, Li Y, Bansal R, Peppelenbosch MP, Pan Q (январь 2021 г.). «cGAS-STING эффективно ограничивает мышиную норовирусную инфекцию, но противодействует противовирусному действию N-конца RIG-I в макрофагах мышей». Gut Microbes . 13 (1): 1959839. doi :10.1080/19490976.2021.1959839. PMC 8344765 . PMID  34347572. 
  15. ^ "DDX58 DExD/H-box геликаза 58 [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 29.02.2020 .
  16. ^ Hou F, Sun L, Zheng H, Skaug B, Jiang QX, Chen ZJ (август 2011 г.). «MAVS формирует функциональные прионоподобные агрегаты для активации и распространения противовирусного врожденного иммунного ответа». Cell . 146 (3): 448–461. doi :10.1016/j.cell.2011.06.041. PMC 3179916 . PMID  21782231. 
  17. ^ ab Amarante-Mendes GP, Adjemian S, Branco LM, Zanetti LC, Weinlich R, Bortoluci KR (2018). «Рецепторы распознавания образов и молекулярный механизм смерти клетки-хозяина». Frontiers in Immunology . 9 : 2379. doi : 10.3389/fimmu.2018.02379 . PMC 6232773. PMID  30459758 . 
  18. ^ ab Satoh T, Kato H, Kumagai Y, Yoneyama M, Sato S, Matsushita K и др. (январь 2010 г.). «LGP2 является положительным регулятором противовирусных ответов, опосредованных RIG-I и MDA5». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (4): 1512–1517. Bibcode : 2010PNAS..107.1512S. doi : 10.1073/pnas.0912986107 . PMC 2824407. PMID  20080593 . 
  19. ^ Жеромский Дж, Качмарек М, Боручковски М, Кирепа А, Ковала-Пясковска А, Мозер-Лисевска I (июнь 2019 г.). «Значение и роль рецепторов распознавания образов при злокачественных новообразованиях». Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis . 67 (3): 133–141. doi : 10.1007/s00005-019-00540-x. ПМК 6509067 . ПМИД  30976817. 
  20. ^ Liu TX, Zhang JW, Tao J, Zhang RB, Zhang QH, Zhao CJ, et al. (август 2000 г.). «Сети экспрессии генов, лежащие в основе дифференциации клеток острого промиелоцитарного лейкоза, вызванной ретиноевой кислотой». Blood . 96 (4): 1496–1504. doi : 10.1182/blood.V96.4.1496 . PMID  10942397.

Дальнейшее чтение

  • Bowie AG, Fitzgerald KA (апрель 2007 г.). «RIG-I: tri-ing to discriminate between self and non-self RNA». Тенденции в иммунологии . 28 (4): 147–150. doi :10.1016/j.it.2007.02.002. PMID  17307033.
  • Imaizumi T, Aratani S, Nakajima T, Carlson M, Matsumiya T, Tanji K и др. (март 2002 г.). «Ген I, индуцируемый ретиноевой кислотой, индуцируется в эндотелиальных клетках ЛПС и регулирует экспрессию COX-2». Biochemical and Biophysical Research Communications . 292 (1): 274–279. doi :10.1006/bbrc.2002.6650. PMID  11890704.
  • Cui XF, Imaizumi T, Yoshida H, Borden EC, Satoh K (июнь 2004 г.). «Ген I, индуцируемый ретиноевой кислотой, индуцируется интерфероном-гамма и регулирует экспрессию гена 15, стимулируемого интерфероном-гамма, в клетках MCF-7». Биохимия и клеточная биология . 82 (3): 401–405. doi :10.1139/o04-041. PMID  15181474.
  • Ёнеяма М., Кикучи М., Нацукава Т., Синобу Н., Имаидзуми Т., Миягиси М. и др. (июль 2004 г.). «РНК-хеликаза RIG-I выполняет важную функцию в врожденных противовирусных ответах, индуцированных двухцепочечной РНК». Природная иммунология . 5 (7): 730–737. дои : 10.1038/ni1087. PMID  15208624. S2CID  34876422.
  • Имаидзуми Т., Ягихаси Н., Хатакеяма М., Ямасита К., Исикава А., Тайма К. и др. (июль 2004 г.). «Экспрессия гена-I, индуцируемого ретиноевой кислотой, в гладкомышечных клетках сосудов, стимулированных гамма-интерфероном». Науки о жизни . 75 (10): 1171–1180. doi :10.1016/j.lfs.2004.01.030. ПМИД  15219805.
  • Imaizumi T, Yagihashi N, Hatakeyama M, Yamashita K, Ishikawa A, Taima K и др. (август 2004 г.). «Повышение активности гена I, индуцируемого ретиноевой кислотой, в клетках карциномы мочевого пузыря T24, стимулированных гамма-интерфероном». The Tohoku Journal of Experimental Medicine . 203 (4): 313–318. doi : 10.1620/tjem.203.313 . PMID  15297736.
  • Imaizumi T, Hatakeyama M, Yamashita K, Yoshida H, Ishikawa A, Taima K и др. (2004). «Интерферон-гамма индуцирует ретиноевую кислоту-индуцируемый ген-I в эндотелиальных клетках». Endothelium . 11 (3–4): 169–173. doi :10.1080/10623320490512156. PMID  15370293.
  • Sakaki H, Imaizumi T, Matsumiya T, Kusumi A, Nakagawa H, Kubota K и др. (февраль 2005 г.). «Ген I, индуцируемый ретиноевой кислотой, индуцируется интерлейкином-1бета в культивируемых фибробластах десны человека». Oral Microbiology and Immunology . 20 (1): 47–50. doi :10.1111/j.1399-302X.2005.00181.x. PMID  15612946.
  • Sumpter R, Loo YM, Foy E, Li K, Yoneyama M, Fujita T и др. (март 2005 г.). «Регулирование внутриклеточной противовирусной защиты и допустимости репликации РНК вируса гепатита С через клеточную РНК-хеликазу, RIG-I». Журнал вирусологии . 79 (5): 2689–2699. doi :10.1128/JVI.79.5.2689-2699.2005. PMC  548482. PMID  15708988 .
  • Li K, Chen Z, Kato N, Gale M, Lemon SM (апрель 2005 г.). «Отдельные поли(IC) и активируемые вирусом сигнальные пути, приводящие к продукции интерферона-бета в гепатоцитах». Журнал биологической химии . 280 (17): 16739–16747. doi : 10.1074/jbc.M414139200 . PMID  15737993.
  • Breiman A, Grandvaux N, Lin R, Ottone C, Akira S, Yoneyama M и др. (апрель 2005 г.). «Ингибирование RIG-I-зависимой сигнализации на пути интерферона во время экспрессии вируса гепатита C и восстановление сигнализации IKKepsilon». Journal of Virology . 79 (7): 3969–3978. doi :10.1128/JVI.79.7.3969-3978.2005. PMC  1061556 . PMID  15767399.
  • Zhao C, Denison C, Huibregtse JM, Gygi S, Krug RM (июль 2005 г.). «Конъюгация человеческого ISG15 нацелена как на IFN-индуцированные, так и на конститутивно экспрессируемые белки, функционирующие в различных клеточных путях». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (29): 10200–10205. Bibcode : 2005PNAS..10210200Z. doi : 10.1073/pnas.0504754102 . PMC  1177427. PMID  16009940 .
  • Yoneyama M, Kikuchi M, Matsumoto K, Imaizumi T, Miyagishi M, Taira K и др. (сентябрь 2005 г.). «Общие и уникальные функции геликаз DExD/H-box RIG-I, MDA5 и LGP2 в противовирусном врожденном иммунитете». Журнал иммунологии . 175 (5): 2851–2858. doi : 10.4049/jimmunol.175.5.2851 . PMID  16116171.
  • Seth RB, Sun L, Ea CK, Chen ZJ (сентябрь 2005 г.). «Идентификация и характеристика MAVS, митохондриального противовирусного сигнального белка, который активирует NF-kappaB и IRF 3». Cell . 122 (5): 669–682. doi : 10.1016/j.cell.2005.08.012 . PMID  16125763. S2CID  11104354.
  • Kawai T, Takahashi K, Sato S, Coban C, Kumar H, Kato H и др. (октябрь 2005 г.). «IPS-1, адаптер, запускающий индукцию интерферона I типа, опосредованную RIG-I и Mda5». Nature Immunology . 6 (10): 981–988. doi :10.1038/ni1243. PMID  16127453. S2CID  31479259.
  • Xu LG, Wang YY, Han KJ, Li LY, Zhai Z, Shu HB (сентябрь 2005 г.). «VISA — это адаптерный белок, необходимый для передачи сигналов IFN-бета, вызываемых вирусом». Molecular Cell . 19 (6): 727–740. doi : 10.1016/j.molcel.2005.08.014 . PMID  16153868.
  • Meylan E, Curran J, Hofmann K, Moradpour D, Binder M, Bartenschlager R, Tschopp J (октябрь 2005 г.). «Cardif — это адаптерный белок в противовирусном пути RIG-I, на который нацелен вирус гепатита C» (PDF) . Nature . 437 (7062): 1167–1172. Bibcode : 2005Natur.437.1167M. doi : 10.1038/nature04193. PMID  16177806. S2CID  4391603.

Примечание: RARRES3 (идентификатор гена: 5920) и DDX58 (идентификатор гена: 23586) имеют общий псевдоним RIG1/RIG-1. RIG1 — это широко используемое альтернативное название для DExD/H-box геликазы 58 (DDX58), которое можно спутать с геном рецептора ретиноевой кислоты 3 (RARRES3), поскольку они имеют одинаковый псевдоним. [22 января 2019 г.]

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=RIG-I&oldid=1242594820"