TARJETA (dominio)

Motivos de interacción encontrados en una amplia gama de proteínas

Los dominios de reclutamiento de caspasa , o dominios de reclutamiento y activación de caspasa ( CARD ), son motivos de interacción que se encuentran en una amplia variedad de proteínas , típicamente aquellas involucradas en procesos relacionados con la inflamación y la apoptosis . Estos dominios median la formación de complejos proteicos más grandes a través de interacciones directas entre CARD individuales. Los CARD se encuentran en una gama sorprendentemente amplia de proteínas, incluidas helicasas, quinasas, proteínas mitocondriales, caspasas y otros factores citoplasmáticos.

Características básicas

Los CARD son una subclase de motivo proteico conocido como pliegue de muerte , que presenta una disposición de seis a siete hélices alfa antiparalelas con un núcleo hidrofóbico y una cara externa compuesta de residuos cargados. Otros motivos de esta clase incluyen el dominio de pirina (PYD), el dominio de muerte (DD) y el dominio efector de muerte (DED), todos los cuales también funcionan principalmente en la regulación de la apoptosis y las respuestas inflamatorias.

En apoptosis

Los CARD se caracterizaron originalmente en función de su participación en la regulación de la activación de la caspasa y la apoptosis. ^[2] La estructura básica de seis hélices del dominio parece estar conservada desde los genes ced-3 y ced-4 en C. elegans , el organismo en el que se caracterizaron por primera vez varios componentes de la maquinaria apoptótica. Los CARD están presentes en varias proteínas que promueven la apoptosis, principalmente las caspasas 1, 2, 4, 5, 9 y 15 en los mamíferos.

En la respuesta inmune de los mamíferos

Procesamiento de IL-1 e IL-18

Se ha demostrado que varios CARD desempeñan un papel en la regulación de la inflamación en respuesta a patógenos bacterianos y virales, así como a una variedad de señales de estrés endógeno. Recientemente, los estudios sobre la proteína NLR Ipaf-1 han proporcionado información sobre cómo los CARD participan en la respuesta inmunitaria. Ipaf-1 presenta un CARD N-terminal, un dominio de unión a nucleótidos y repeticiones ricas en leucina (LRR) C-terminales, que se cree que funcionan de manera similar a las que se encuentran en los receptores tipo Toll . El papel principal de esta molécula parece ser la regulación del procesamiento proteolítico de pro-IL-1β y pro-IL-18 en sus formas maduras a través de la asociación en un gran complejo conocido como inflamasoma . Tras la activación de Ipaf-1 por la bacteria intracelular S. typhimurium u otras señales de estrés, Ipaf-1 recluta un adaptador que contiene CARD denominado ASC y caspasa-1 en una estequiometría desconocida a través de la asociación CARD-CARD. Este complejo a su vez conduce a la activación autoproteolítica de la caspasa-1 y a la posterior maduración de IL-1β e IL-18.

Señalización antiviral

Recientemente, se ha demostrado que un subconjunto de proteínas que contienen CARD participa en el reconocimiento del ARN bicatenario intracelular , un componente común de varios genomas virales, incluidos los para- y orthomyxoviridae y los rhabdoviridae. A diferencia de los NLR, estas proteínas, denominadas RIG-I y MDA5 , contienen CARD gemelos N-terminales y dominios de helicasa de ARN C-terminales que interactúan directamente con el ARN viral bicatenario y lo procesan. Este procesamiento hace que los CARD estén disponibles para la interacción con el CARD de IPS-1/MAVS/ VISA /Cardif, un adaptador descendente anclado en las mitocondrias. Aunque las interacciones entre IPS-1 y RIG-I/MDA-5 se han demostrado in vitro , no se ha caracterizado la naturaleza del complejo formado tras la detección viral.

La proteína adaptadora VISA activa además a los miembros de la familia de las proteínas quinasas inhibidoras del factor nuclear kappa-B (IKK). Aunque los miembros canónicos de la familia IKK, IKKa e IKKb, son esenciales para la activación de NF-κB desencadenada por el virus , los miembros no canónicos de la familia IKK, TBK1 e IKBKE, son responsables de la fosforilación y activación de IRF3 e IRF7 (Fitzgerald et al., 2003; Hemmi et al., 2004; Matsui et al., 2006). Varios estudios también han demostrado la participación de varios otros componentes de señalización en la activación inducida por virus de NF-κB y/o IRF3, incluidos TRAF3, TRAF6, TANK, NEMO (IKKg), TRADD, FADD y RIP (Kawai et al., 2005; Michallet et al., 2008; Oganesyan et al., 2006; Saha et al., 2006; Xu et al., 2005; Zhao et al., 2007).

Autoinmunidad

Debido a su papel como reguladores de la inflamación, se ha sugerido que la activación constitutiva de ciertas proteínas que contienen CARD, ya sea conferida por mutación o por la presencia constante de señales de estrés, desempeña un papel causal en una serie de síndromes inflamatorios. Las mutaciones de ganancia de función en la proteína intracelular NOD2 se han relacionado con un mayor riesgo de enfermedad de Crohn . Las mutaciones activadoras en al menos dos proteínas relacionadas que contienen PYD, criopirina / CIAS-1 y pirina/MEFV, se han relacionado con el síndrome de Muckle-Wells y la fiebre mediterránea familiar , respectivamente.

Lista de proteínas que contienen CARD

• Inhibidor de la apoptosis baculoviral BIRC2 que contiene repeticiones 2 (IAP), también conocido como C-IAP1 [1]
• BIRC3, fragmento baculoviral que contiene 3 repeticiones de IAP, también conocido como C-IAP2 [2] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-1 : peptidasa de cisteína relacionada con la apoptosis (interleucina 1 beta convertasa; ICE) [3] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-2 : cisteína peptidasa relacionada con la apoptosis [4] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-4 : cisteína peptidasa relacionada con la apoptosis [5] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-5 : cisteína peptidasa relacionada con la apoptosis [6] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-9 : cisteína peptidasa relacionada con la apoptosis [7] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-12 : cisteína peptidasa relacionada con la apoptosis [8] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• caspasa-13 : cisteína peptidasa relacionada con la apoptosis [9]
• ICEBERG: iceberg del inhibidor de la caspasa-1 [10]
• Pseudo-ICE: inhibidor dominante negativo de la caspasa-1 Pseudo-ICE, también conocido como COP1 [11]
• MDA-5: proteína 5 asociada a la diferenciación del melanoma, también llamada proteína 1 que contiene el dominio de la helicasa C inducida por interferón ( IFIH1 ) [12] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• MAVS : proteína de señalización antiviral mitocondrial también conocida como interferón beta inductor del adaptador CARD (Cardif/IPS-1) [13]
• CRADD : Caspasa y adaptador RIP con dominio de muerte también conocido como proteína asociada a RIP con un dominio de muerte (RAIDD) [14]
• RAIDD-2: Molécula adaptadora de la muerte RAIDD-2 [15]
• RIG-I : proteína 1 inducible por ácido retinoico, también conocida como proteína DEAD-box 58 ( DDX58 ) [16] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• RIPK2 : serina-treonina quinasa 2 que interactúa con el receptor (también llamada quinasa cardiak, RIP2 o RICK) [17]
• BCL10 : proteína 10 del linfoma/leucemia de células B [18] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• BINCA: proteína CARD que interactúa con Bcl10 o BinCARD, también llamada marco de lectura abierto 89 del cromosoma 9 (C9orf89) [19] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• CARD6: familia de dominios de reclutamiento de caspasas, miembro 6 [20] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• CARD8 /CARDINAL: familia de dominios de reclutamiento de caspasas, miembro 8 [21] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• CARD9 : familia de dominios de reclutamiento de caspasas, miembro 9 [22] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• CARD10 : familia de dominios de reclutamiento de caspasas, miembro 10 (también llamado CARMA3) [23] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• CARD11 : familia de dominios de reclutamiento de caspasas, miembro 11 (también llamado CARMA1) [24] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• CARD14 : familia de dominios de reclutamiento de caspasas, miembro 14 (también llamado CARMA2) [25] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• APAF1 : factor activador de la peptidasa apoptótica 1 (también llamado CED4) [26] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• GLAVA1: factor activador de la peptidasa de Glavaris 1 (también llamado GLAV1) [27] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• IPAF: Factor activador de la proteasa Ice, también conocido como familia NLR, proteína que contiene el dominio de tarjeta 4 ( NLRC4 ) , proteína que contiene CARD, LRR y NACHT (CLAN) y proteína que contiene el dominio de reclutamiento de caspasa 12 (CARD12) [28] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• NOD1 : dominio de oligomerización de unión a nucleótidos que contiene 1 [29] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• NOD2 : dominio de oligomerización de unión a nucleótidos que contiene 2 [30] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• NLRC3 : dominio CARD de la familia de receptores tipo NOD que contiene 3 [31] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• NLRC5 También se le ha llamado NOD27, NOD4 y CLR16.1
• NLRP1 : familia NLR, dominio pirina que contiene 1 (anteriormente llamado NALP1) [32] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• NOL3 : proteína nucleolar 3 (represor de apoptosis con dominio CARD) [33] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• PYCARD : proteína que contiene PYD y CARD (también llamada ASC) [34] ^{[ enlace muerto permanente ]}
• Análogo de la caspasa-9 en Caenorhabditis elegans
• Regulador autoinmune AIRE [35]

Referencias

1. Chou JJ, Matsuo H, Duan H, Wagner G (julio de 1998). "Estructura de la solución de la CARD de RAIDD y modelo para la interacción CARD/CARD en el reclutamiento de caspasa-2 y caspasa-9". Cell . 94 (2): 171–80. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81417-8 . PMID  9695946. S2CID  16499945.
2. Hofmann K, Bucher P, Tschopp J (1997). "El dominio CARD: un nuevo motivo de señalización apoptótica". Trends Biochem Sci . 22 (5): 155–6. doi :10.1016/S0968-0004(97)01043-8. PMID  9175472.

• Hiscott J; et al. (2006). "MasterCARD: un vínculo inestimable con la inmunidad innata". Trends Mol Med . 12 (2): 53–6. doi :10.1016/j.molmed.2005.12.003. PMID  16406812.
• Ting JP, Williams KL (2005). "La familia CATERPILLER: una antigua familia de proteínas inmunes/apoptóticas". Clin Immunol . 115 (1): 33–7. doi :10.1016/j.clim.2005.02.007. PMID  15870018.
• Martinon F, Tschopp J (2004). "Caspasas inflamatorias: vinculación de un sistema inmunitario innato intracelular con enfermedades autoinflamatorias". Cell . 117 (5): 561–74. doi : 10.1016/j.cell.2004.05.004 . PMID  15163405. S2CID  15140093.
• Hong GS, Junk YK (2002). "El dominio de reclutamiento de caspasa (CARD) como un interruptor bifuncional de la regulación de la caspasa y las señales de NF-kappaB". J Biochem Mol Biol . 35 (1): 19–23. doi : 10.5483/BMBRep.2002.35.1.019 . PMID  16248965.
• Bouchier-Hayes L, Martin SJ (2002). "Juegos de CARTAS en apoptosis e inmunidad". EMBO Rep . 3 (7): 616–21. doi :10.1093/embo-reports/kvf139. PMC  1084193 . PMID  12101092.