La proteína Early 35 kDa , o P35 para abreviar, es una proteína baculoviral que inhibe la apoptosis en las células infectadas por el virus. Aunque los baculovirus infectan sólo a los invertebrados en la naturaleza, la expresión ectópica de P35 en animales y células de vertebrados también da como resultado la inhibición de la apoptosis, lo que indica un mecanismo universal. Se ha demostrado que P35 es un inhibidor de caspasas con un espectro de actividad muy amplio tanto en lo que respecta a los tipos de caspasas inhibidas como a las especies en las que el mecanismo está conservado.
P35 se ha encontrado en diferentes cepas del virus de la poliedrosis nuclear , una especie de baculovirus que infecta a los insectos. Dos ortólogos de P35 que se han estudiado en detalle son los del virus de la poliedrosis nuclear multicápside Autographa californica (AcMNPV) y del virus de la poliedrosis nuclear Bombyx mori (BmNPV). Se descubrió que el ortólogo P35 de AcMNPV bloquea la apoptosis en células de mamíferos de manera mucho más eficiente en comparación con el ortólogo de BmNPV. [2]
La proteína P35 inhibe la apoptosis actuando como un inhibidor competitivo e irreversible de las caspasas . [3] P35 sirve primero como sustrato de caspasa y se escinde entre los aminoácidos D87 y G88, es decir, después de la secuencia DQMD en P35 de AcMNPV y después de la secuencia DKID en P35 de BmNPV, lo que da como resultado dos productos polipeptídicos de aproximadamente 10 kDa y 25 kDa de tamaño. [3] El sitio de escisión está situado en un bucle expuesto al disolvente que se extiende desde el núcleo de la hoja beta de la proteína , lo que garantiza una buena accesibilidad a la caspasa. [1] [4] Sin embargo, a diferencia de otras proteínas sustrato de caspasa, los fragmentos de P35 no se disocian de la caspasa después de la escisión. En cambio, el fragmento de escisión N-terminal de 10 kDa permanece unido a la caspasa mediante un enlace tioéster estable y covalente entre el residuo de escisión D87 de P35 y el residuo de cisteína en el sitio activo de la caspasa. [5]
Si bien la formación de un tioéster intermedio entre el aspartato del sitio de reconocimiento del sustrato y la cisteína del sitio activo de la caspasa es un evento normal en la escisión de proteínas mediada por caspasas, el enlace resultante normalmente se hidroliza rápidamente para que los productos escindidos puedan desprenderse. Sin embargo, en el caso de P35, el complejo caspasa-sustrato permanece estable. La escisión de P35 desencadena rápidos cambios conformacionales que reposicionan su extremo N, que normalmente está enterrado en el núcleo de la hoja beta de la proteína, en el sitio activo de la caspasa. Como consecuencia de este reordenamiento, los residuos C2 y V3 de P35 N-terminales interactúan con el sitio activo de la caspasa para desplazar el agua y prevenir la reacción de hidrólisis. El residuo C2 de P35 compite con el residuo de cisteína del sitio activo de la caspasa por la unión del residuo D87 de P35, manteniendo la reacción atrapada en un estado de equilibrio. [5] [6] [7] [8]
En las células de insectos, P35 inhibe una enzima llamada Sf caspasa-1 , que fue identificada como un ortólogo estructural y funcional de CASP3 (CPP32) y CASP7 (MCH3) humanos. [9] Los estudios que utilizan caspasas humanas purificadas in vitro encontraron que la proteína también puede inhibir varias de ellas, incluidas CASP1 , CASP3, CASP6 , CASP7, CASP8 y CASP10 . [10]
Dado que los baculoviridae sólo infectan a insectos y no a humanos, la función de P35 en la evasión inmune de las células infectadas no es clínicamente relevante. Sin embargo, se ha considerado que P35 es una herramienta potencial en la terapia génica para suprimir la apoptosis cuando no es deseada, como en la protección del tejido trasplantado contra el rechazo inmunológico o en la destrucción de células espectadoras en la terapia contra el cáncer; Sin embargo, estos métodos aún están lejos de tener aplicación clínica. [11]
El papel de P35 en la inhibición de la apoptosis fue descrito por primera vez por Rollie J. Clem en el grupo de investigación de Lois K. Miller en el Departamento de Genética de la Universidad de Georgia en 1991. [12] Cuatro años más tarde, en 1995, el La razón de la inhibición de la apoptosis por parte de P35 fue identificada como su capacidad para unirse e inhibir caspasas (entonces todavía llamadas homólogos de ICE ) por Nancy J. Bump y sus colaboradores de BASF Bioresearch Corporation en Worcester, Massachusetts . [13] El mecanismo de inhibición de caspasa fue descubierto por Guozhou Xu en el equipo de Hao Wu en el Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina Weill Cornell en 2001. [5]