El antígeno T grande del SV40 ( Tag del virus vacuolante simio 40 ) es una proteína hexámera que es una oncoproteína de acción dominante derivada del poliomavirus SV40 . El TAg es capaz de inducir la transformación maligna de una variedad de tipos de células. La actividad transformadora del TAg se debe en gran parte a su perturbación de las proteínas supresoras de tumores p53 y retinoblastoma ( pRb ) [1] [2] Además, el TAg se une a varios otros factores celulares, incluidos los coactivadores transcripcionales p300 y CBP , que pueden contribuir a su función de transformación. [3] Las proteínas similares de virus relacionados se conocen como antígeno tumoral grande en general.
TAg es un producto de un gen temprano transcrito durante la infección viral por SV40, y está involucrado en la replicación del genoma viral y la regulación del ciclo celular del huésped. SV40 es un virus de ADN circular de doble cadena que pertenece a la familia Polyomaviridae (anteriormente Papovavirus ), género Orthopolyomavirus. Los poliomavirus infectan una amplia variedad de vertebrados y causan tumores sólidos en múltiples sitios. SV40 fue aislado por Sweet y Maurice Hilleman en 1960 en cultivos primarios de células de riñón de mono que se usaban para cultivar OPV Sabin . [4]
El TAg tiene un dominio de unión a CUL7 , un dominio de unión a TP53 , un dedo de zinc y un dominio ATPasa/Helicasa de la Superfamilia 3. Tiene dos motivos, uno para la señal de localización nuclear y el otro es el motivo LXCXE. [5]
Después de entrar en la célula, los genes virales son transcritos por la ARN polimerasa II de la célula huésped para producir ARNm tempranos . Debido a la relativa simplicidad del genoma, los poliomavirus dependen en gran medida de la célula para la transcripción y replicación del genoma . El elemento regulador que actúa en cis que rodea el origen de la replicación dirige la transcripción, y el antígeno T dirige la transcripción y la replicación.
La replicación del ADN del virus SV40 se inicia mediante la unión del antígeno T grande a la región de origen del genoma . La función del antígeno T está controlada por la fosforilación , que atenúa la unión a la región de origen del virus SV40. Las interacciones proteína-proteína entre el antígeno T y la ADN polimerasa alfa estimulan directamente la replicación del genoma del virus.
El antígeno T también se une a las proteínas supresoras de tumores (p53, p105-Rb) y las inactiva . Esto hace que las células abandonen la fase G1 y entren en la fase S, lo que promueve la replicación del ADN .
El genoma del SV40 es muy pequeño y no codifica toda la información necesaria para la replicación del ADN. Por lo tanto, es esencial que la célula huésped entre en la fase S , cuando el ADN celular y el genoma viral se replican juntos. Por lo tanto, además de aumentar la transcripción, otra función del antígeno T es alterar el entorno celular para permitir la replicación del genoma del virus.
El antígeno T grande SV40 se ha utilizado como proteína modelo para estudiar las señales de localización nuclear (NLS). [6] Se importa al núcleo mediante su interacción con la importina α . [7] La secuencia de la NLS es PKKKRKV. [6]
El TAg grande de SV40, otros antígenos T grandes de poliomavirus , las proteínas E1a de adenovirus y las proteínas E7 del virus del papiloma humano oncogénico comparten un motivo estructural que codifica un dominio de unión de pRb de alta afinidad . [8] [9] Se refinó un patrón de diagnóstico para un dominio de unión de pRb de alta afinidad utilizando un programa de inducción de patrones de inteligencia artificial que se ejecuta en una supercomputadora masivamente paralela ( Connection Machine -2). [9] El motivo se caracteriza por un residuo Asp , Asn o Thr seguido de tres aminoácidos invariantes, intercalados con aminoácidos no conservados (designados por x, donde x no puede ser un residuo Lys o Arg ). [9] Una región cargada negativamente con frecuencia sigue al carboxi-terminal del dominio de unión de pRb. [9]
Las propiedades hidrofóbicas y electrostáticas están altamente conservadas en este motivo. Por ejemplo, se produce un máximo de hidrofobicidad local en la proximidad del residuo invariante Leu . [9] Se produce una carga negativa neta dentro de los 3 residuos amino-terminales del residuo invariante Leu ; además, no se encuentran aminoácidos cargados positivamente ( Lys o Arg ) dentro de la secuencia Leu – x – Cys – x – Glu , ni en las posiciones que flanquean inmediatamente esta secuencia. [9] El motivo de unión de pRb y la región cargada negativamente coinciden con un segmento de SV40 TAg que comienza en el residuo 102 y termina en el residuo 115 como se muestra a continuación:
Los estudios funcionales de las proteínas TAg que presentan mutaciones en este segmento (posiciones de aminoácidos 106 a 114, inclusive) demuestran que ciertas mutaciones perjudiciales eliminan la actividad transformadora maligna . [10] Por ejemplo, la mutación del invariante Glu en la posición 107 a Lys -107 elimina por completo la actividad transformadora. [10] Las mutaciones perjudiciales en este segmento (posiciones de aminoácidos 105 a 114, inclusive) también afectan la unión de las especies de proteína TAg mutantes a pRb , [1] lo que implica una correlación entre la actividad transformadora y la capacidad de TAg para unirse a pRb. [1] Un análisis bioinformático computarizado detallado , [9] así como un estudio de cristalografía de rayos X , [11] han demostrado la base biofísica de la interacción entre esta región de TAg y pRb. Los residuos de TAg 103 a 109 forman una estructura de bucle extendida que se une firmemente en un surco superficial de pRb. [11] En la estructura cristalina, Leu -103 está posicionado de manera que hace contactos de van der Waals con las cadenas laterales hidrofóbicas de Val -714 y Leu -769 en pRb. [11] Una serie de enlaces de hidrógeno también estabilizan el complejo TAg–pRb. [11] Por ejemplo, la cadena lateral de Glu-107 forma enlaces de hidrógeno al aceptar hidrógenos de los grupos amida de la cadena principal de Phe -721 y Lys -722 en pRb. [11] Se espera que la mutación de Glu -107 a Lys -107 resulte en la pérdida de estos enlaces de hidrógeno. [11] Además, la cadena lateral de Lys -107 probablemente tendría interacciones energéticamente desfavorables con la amida de Phe -721 o Lys -722, [11] desestabilizando el complejo.
Una fuerte evidencia experimental confirma que los aminoácidos cargados positivamente ( Lys o Arg ) debilitan significativamente la interacción de unión con pRB cuando se posicionan en la proximidad de la secuencia Leu – x – Cys – x – Glu . [12] Esto probablemente se debe al hecho de que la superficie de unión en pRb presenta seis residuos de lisina, que tenderán a repeler los residuos positivos dentro o flanqueando la secuencia Leu – x – Cys – x – Glu . [12]
Cabe destacar que las cepas del virus del papiloma humano (VPH) oncogénico de mayor riesgo (16, 18, 31, 45) codifican proteínas E7 que presentan dominios de unión a pRb de alta afinidad que coinciden con el patrón de diagnóstico indicado anteriormente. [9]