stringtranslate.com

Proteína principal de la cápside VP1

La proteína principal de la cápside VP1 es una proteína viral que es el componente principal de la cápside del poliomavirus . Los monómeros de VP1 tienen generalmente alrededor de 350 aminoácidos de longitud y son capaces de autoensamblarse en una estructura icosaédrica que consta de 360 ​​moléculas de VP1 organizadas en 72 pentámeros . Las moléculas de VP1 poseen un sitio de unión superficial que interactúa con los ácidos siálicos unidos a los glicanos , incluidos algunos gangliósidos , en las superficies de las células para iniciar el proceso de infección viral. La proteína VP1, junto con los componentes de la cápside VP2 y VP3 , se expresa desde la "región tardía" del genoma viral circular . [1] [2] [3]

Estructura

VP1 es el principal componente estructural de la cápside icosaédrica del poliomavirus , que tiene simetría T = 7 y un diámetro de 40-45 nm. La cápside contiene tres proteínas ; VP1 es el componente principal y forma una capa de cápside externa de 360 ​​unidades compuesta por 72 pentámeros. Los otros dos componentes, VP2 y VP3 , tienen una alta similitud de secuencia entre sí, con VP3 truncado en el extremo N en relación con VP2. VP2 y VP3 se ensamblan dentro de la cápside en contacto con VP1, [1] [2] con una estequiometría de una molécula de VP2 o VP3 por cada pentámero. [4] [5] : 314  VP1 es capaz de autoensamblarse en partículas similares a virus incluso en ausencia de otros componentes virales. [6] Este proceso requiere iones de calcio unidos y las partículas resultantes se estabilizan mediante enlaces disulfuro entre pentámeros, pero no requieren de ellos . [7]

Estructura de un pentámero individual de la proteína VP1 del poliomavirus murino. Cada monómero tiene un color diferente. Los brazos C-terminales conformacionalmente flexibles se muestran aquí en conformaciones compatibles con la unión a moléculas vecinas. Superpuesto hay un fragmento de la proteína VP2 del poliomavirus (blanco), que se une a un pentámero orientado hacia la cavidad central. VP1 es de PDB : 1SIE ​; VP2 es de PDB : 1CN3 1CN3 ​.

El monómero de proteína VP1 está compuesto principalmente de láminas beta plegadas en un pliegue de rollo de gelatina . Las interacciones entre las moléculas de VP1 dentro de un pentámero involucran superficies de unión extensas , mediadas en parte por interacciones entre las hebras beta del borde. El extremo C- terminal de VP1 está desordenado y forma interacciones entre pentámeros vecinos en la cápside ensamblada. La flexibilidad del brazo C-terminal le permitirá adoptar diferentes conformaciones en los seis entornos de interacción distintos impuestos por la simetría del ensamblaje icosaédrico. [4] [8] El extremo C-terminal también contiene una secuencia básica de localización nuclear , [5] : 316  mientras que el extremo N-terminal , que está orientado hacia el centro de la cápside ensamblada, contiene residuos básicos que facilitan interacciones no específicas de la secuencia con el ADN . [9]

Una imagen de la cápside renderizada con los monómeros VP1 relacionados con la simetría mostrados en diferentes colores y centrados en un pentámero estricto, produciendo un efecto de simetría radial.
La misma estructura de la cápside que la anterior, coloreada para ilustrar el ensamblaje de la arquitectura icosaédrica a partir de los pentámeros VP1. Cada monómero VP1 relacionado con la simetría se muestra en un color diferente. De PDB : 1SIE ​.

Función y tráfico

El poliomavirus murino VP1 forma un complejo con el glicano GT1a . El GT1a se muestra en amarillo y el monómero VP1 con una superficie blanca y una estructura proteica azul. Una red compleja de enlaces de hidrógeno , muchos de ellos mediados por agua, se muestra en la superficie de unión mediante líneas naranjas, con los residuos proteicos participantes mostrados como barras. Las mutaciones de los dos residuos que se muestran en cian en la parte inferior de la figura pueden afectar significativamente la patogenicidad. De PDB : 5CPW . [3]

La proteína VP1 es responsable de iniciar el proceso de infección de una célula uniéndose a los ácidos siálicos en los glicanos , incluidos algunos gangliósidos , en la superficie celular. [3] [8] [10] Canónicamente, VP1 interactúa específicamente con los ácidos siálicos α(2,3)-enlazados y α(2,6)-enlazados. [3] [8] En algunos casos, factores adicionales son condiciones necesarias para la entrada viral; por ejemplo, el virus JC requiere el receptor de serotonina 5HT2A para la entrada, aunque el mecanismo específico de este requisito no está claro. [11] Una vez unidos a la superficie celular, los viriones ingresan a la célula y son transportados por una vía retrógrada al retículo endoplásmico . El mecanismo exacto de endocitosis varía según el virus, y algunos virus utilizan múltiples mecanismos; los mecanismos dependientes de caveolas son comunes. [12] El proceso por el cual los poliomavirus penetran la membrana y salen del retículo endoplásmico no se comprende bien, pero es probable que se produzcan cambios conformacionales en la VP1, posiblemente incluyendo la reducción de sus enlaces disulfuro , en el retículo endoplásmico. En el caso de algunos poliomavirus, se ha detectado que la VP1 llega al núcleo junto con el genoma viral, aunque no está claro cómo el ADN genómico se separa de la VP1. [12]

Todas las proteínas de la cápside se expresan en la región tardía del genoma viral, llamada así porque la expresión ocurre solo en etapas tardías del proceso de infección. VP1 tiene una secuencia de localización nuclear que permite la importación desde el citoplasma , donde es sintetizada por la maquinaria de traducción del huésped , hasta el núcleo celular, donde se ensamblan los nuevos viriones. Este proceso de importación nuclear, mediado por las carioferinas , actúa sobre los pentámeros de VP1 ensamblados en complejo con VP2 o VP3; la oligomerización para formar cápsides ocurre en el núcleo. [5] : 316–17 

Referencias

  1. ^ ab Ramqvist T, Dalianis T (agosto de 2009). "Antígenos de trasplante tumoral específicos del poliomavirus murino y persistencia viral en relación con la respuesta inmunitaria y el desarrollo tumoral". Seminarios en biología del cáncer . 19 (4): 236–43. doi :10.1016/j.semcancer.2009.02.001. PMID  19505651.
  2. ^ ab Ramqvist T, Dalianis T (febrero de 2010). "Lecciones derivadas de las respuestas inmunitarias y las vacunas contra la infección por poliomavirus murino y los tumores inducidos por poliomavirus que pueden resultar útiles para los estudios sobre poliomavirus humanos". Anticancer Research . 30 (2): 279–84. PMID  20332429.
  3. ^ abcd Buch MH, Liaci AM, O'Hara SD, Garcea RL, Neu U, Stehle T (octubre de 2015). "Análisis estructural y funcional de las proteínas de la cápside del poliomavirus murino que establecen los determinantes del reconocimiento de ligandos y la patogenicidad". PLOS Pathogens . 11 (10): e1005104. doi : 10.1371/journal.ppat.1005104 . PMC 4608799 . PMID  26474293. 
  4. ^ ab Chen XS, Stehle T, Harrison SC (junio de 1998). "Interacción de la proteína interna VP2 del poliomavirus con la proteína principal de la cápside VP1 e implicaciones para la participación de VP2 en la entrada viral". The EMBO Journal . 17 (12): 3233–40. doi :10.1093/emboj/17.12.3233. PMC 1170661 . PMID  9628860. 
  5. ^ abc Almendral, José M. (2013). "Ensamblaje de virus icosaédricos simples". En Mateu, Mauricio G. (ed.). Estructura y física de los virus: un libro de texto integrado . Dordrecht: Springer. ISBN 978-94-007-6552-8.
  6. ^ Salunke DM, Caspar DL, Garcea RL (septiembre de 1986). "Autoensamblaje de la proteína purificada de la cápside del poliomavirus VP1". Cell . 46 (6): 895–904. doi :10.1016/0092-8674(86)90071-1. PMID  3019556. S2CID  25800023.
  7. ^ Schmidt U, Rudolph R, Böhm G (febrero de 2000). "Mecanismo de ensamblaje de partículas recombinantes similares a poliomavirus murinos". Journal of Virology . 74 (4): 1658–62. doi :10.1128/jvi.74.4.1658-1662.2000. PMC 111640 . PMID  10644335. 
  8. ^ abc Stehle T, Harrison SC (febrero de 1996). "Estructuras cristalinas del poliomavirus murino en complejo con fragmentos de receptor de sialiloligosacáridos de cadena lineal y cadena ramificada". Structure . 4 (2): 183–94. doi : 10.1016/s0969-2126(96)00021-4 . PMID  8805524.
  9. ^ Moreland RB, Montross L, Garcea RL (marzo de 1991). "Caracterización de las propiedades de unión al ADN de la proteína de la cápside del poliomavirus VP1". Journal of Virology . 65 (3): 1168–76. doi :10.1128/JVI.65.3.1168-1176.1991. PMC 239883 . PMID  1847446. 
  10. ^ Tsai B, Gilbert JM, Stehle T, Lencer W, Benjamin TL, Rapoport TA (septiembre de 2003). "Los gangliósidos son receptores para el virus del polioma murino y SV40". The EMBO Journal . 22 (17): 4346–55. doi :10.1093/emboj/cdg439. PMC 202381 . PMID  12941687. 
  11. ^ Maginnis MS, Nelson CD, Atwood WJ (diciembre de 2015). "Fijación, entrada y tráfico del poliomavirus JC: desvelando las claves de una infección mortal". Journal of Neurovirology . 21 (6): 601–13. doi :10.1007/s13365-014-0272-4. PMC 4312552 . PMID  25078361. 
  12. ^ ab Tsai B, Qian M (2010). "Entrada celular de poliomavirus". Temas actuales en microbiología e inmunología . 343 : 177–94. doi :10.1007/82_2010_38. ISBN 978-3-642-13331-2. Número de identificación personal  20373089.