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Antígeno específico de grupo

El antígeno específico de grupo , o gag , es la poliproteína que contiene las proteínas estructurales centrales de un Ortervirus (excepto Caulimoviridae ). Fue nombrado así porque los científicos solían creer que era antigénico. Ahora se sabe que constituye la capa interior, no la envoltura expuesta al exterior. Constituye todas las unidades estructurales de la conformación viral y proporciona un marco de apoyo para el virión maduro.

Todas las proteínas gag ortoretrovirales son procesadas por la proteasa (PR o pro ) en partes MA (matriz) , CA (cápside), NC (nucleocápside) y, a veces, más. [1] Si Gag no logra dividirse en sus subunidades, el virión no madura y permanece no infectivo.

Forma parte de la proteína de fusión gag-onc .

Mordaza en VIH

VIH-1 Proteína Gag homo18-mer, Virus de inmunodeficiencia humana 1
Proteína gag en la estructura del genoma de ARN del VIH-1

Sistema de numeración

Por convención, el genoma del VIH se numera según la cepa de referencia HXB2 del grupo M subtipo B del VIH-1. [2]

Transcripción y procesamiento de ARNm.

Después de que un virus ingresa a una célula diana, el genoma viral se integra en la cromatina de la célula huésped. Luego, la ARN polimerasa II transcribe el ARN viral de longitud completa de 9181 nucleótidos. La proteína Gag del VIH está codificada por el gen gag del VIH , nucleótidos 790-2292 de HXB2. [2]

MAMÁ

La proteína de matriz (MA) p17 del VIH es una proteína de 17 kDa , de 132 aminoácidos, que comprende el extremo N de la poliproteína Gag. Es responsable de dirigir la poliproteína Gag a la membrana plasmática mediante la interacción con PI(4,5)P2 a través de su región altamente básica (HBR). [3] VIH MA también hace contacto con la glicoproteína gp41 transmembrana del VIH en el virus ensamblado y, de hecho, puede tener un papel crítico en el reclutamiento de glicoproteínas Env a los sitios de gemación viral. [ cita necesaria ]

Una vez que Gag se traduce en los ribosomas, las poliproteínas Gag se miristoilan en sus residuos de glicina N-terminales mediante la N-miristoiltransferasa 1 . Esta es una modificación crítica para apuntar a la membrana plasmática. En la forma no unida a la membrana, la cola del ácido graso miristoílo MA está secuestrada en una bolsa hidrófoba en el núcleo de la proteína MA. [3]

El reconocimiento de PI(4,5)P2 de la membrana plasmática por parte del MA HBR activa el "interruptor miristoilo", en el que el grupo miristoilo se extruye de su bolsillo hidrofóbico en MA y se incrusta en la membrana plasmática. [3] En paralelo (o posiblemente concomitante con) la activación del interruptor de miristoilo, la fracción de ácido araquidónico de PI(4,5)P2 se extrae de la membrana plasmática y se une en un canal en la superficie de MA (que es distinto del previamente ocupado por el grupo MA miristoilo [3] VIH Gag se une firmemente a la superficie de la membrana a través de tres interacciones: 1) la que existe entre el MA HBR y el PI(4,5)P2 inositol fosfato, 2) la que existe entre el grupo extruido. cola de miristoilo de MA y el interior hidrofóbico de la membrana plasmática, y 3) el que se encuentra entre el resto de ácido araquidónico PI (4,5) P2 y el canal hidrofóbico a lo largo de la superficie de MA. [ cita necesaria ]

California

La proteína de la cápside p24 (CA) es una proteína de 24 kDa fusionada al extremo C de MA en la poliproteína Gag del VIH sin procesar. Después de la maduración viral, la CA forma la cápside viral . CA tiene dos dominios generalmente reconocidos, el dominio C-terminal (CTD) y el dominio N-terminal (NTD). El CA CTD y el NTD tienen funciones distintas durante la gemación del VIH y la estructura de la cápside. [ cita necesaria ]

Cuando se utiliza una prueba de transferencia Western para detectar la infección por VIH, p24 es una de las tres proteínas principales analizadas, junto con gp120 /gp160 y gp41 .

Mientras que MA, IN, VPR y cPPT habían sido implicados anteriormente como factores en la capacidad del VIH para atacar células que no se dividen, se ha demostrado que CA es el determinante dominante de la infectividad del retrovirus en células que no se dividen, lo cual es clave para ayudar a evitar Mutagénesis de inserción en terapia génica lentiviral . [4]

SP1

El péptido espaciador 1 (SP1, anteriormente 'p2') es un polipéptido de 14 aminoácidos que interviene entre CA y NC. La escisión de la unión CA-SP1 es el paso final en la maduración viral, que permite que CA se condense en la cápside viral. SP1 no está estructurado en solución pero, en presencia de disolventes menos polares o en altas concentraciones de polipéptidos, adopta una estructura α-helicoidal . [5] En la investigación científica, las transferencias Western para CA (24 kDa) pueden indicar un defecto de maduración por la alta presencia relativa de una banda de 25 kDa (CA-SP1 sin escindir). SP1 desempeña un papel fundamental en el ensamblaje de partículas del VIH, [5] aunque se desconoce la naturaleza exacta de su papel y la relevancia fisiológica de la dinámica estructural de SP1.

CAROLINA DEL NORTE

La proteína de la nucleocápside (NC) del VIH es una proteína con dedos de zinc de 7 kDa en la poliproteína Gag y que, tras la maduración viral, forma la nucleocápside viral. NC recluta ARN genómico viral de longitud completa para viriones nacientes. [ cita necesaria ]

SP2

El péptido espaciador 2 (SP2, anteriormente 'p1') es un polipéptido de 16 aminoácidos de función desconocida que separa las proteínas Gag NC y p6.

p6

VIH p6 es un polipéptido de 6 kDa en el extremo C de la poliproteína Gag. [6] Recluta las proteínas celulares TSG101 (un componente de ESCRT-I ) y ALIX para iniciar la gemación de partículas virales desde la membrana plasmática. p6 no tiene ninguna función conocida en el virus maduro. [ cita necesaria ]

En retrovirus endógenos

Tanto las copias del retrovirus K endógeno humano como las del retrovirus endógeno humano-W portan genes gag , generalmente dañados, que se expresan ampliamente. Existe una larga historia de especulaciones sobre su implicación en la esclerosis múltiple y otros trastornos neurológicos. [7]

En otros virus

El gen gag de Spumaretrovirinae (p. ej. P14349 ) y Metaviridae (p. ej. Q86TG7 ) solo tiene una parte de nucleocápside reconocible. También carece de una secuencia de miristoilación. [8]

La mordaza de Spumaretroviral (SV) está relacionada con la mordaza de ortoretrovieral , ya que el trabajo estructural ha demostrado que parte del dominio N-terminal comparte homología funcional y estructural con la proteína de la cápside típica. [9] La mordaza SV no se procesa como la mordaza ortoretrovieral ; sólo se requiere un pequeño corte de 3 kDa en el terminal C y otros sitios de escisión generalmente son ineficientes. [10]

También se sabe que el gag Metaviral (MV, Ty3/gypsy) tiene una proteína de la cápside estructuralmente homóloga. Cada cápside está formada por 540 proteínas. A diferencia de las proteínas CA ortoretrovirales, no requiere una maduración espectacular. [11] El gen de la proteína asociada al citoesqueleto (ARC) regulada por actividad animal se reutiliza a partir del gag metaviral . [12] Este gen es responsable del transporte de ARNm entre las células neurales, una parte clave de la neuroplasticidad . Ha surgido de forma independiente en Tetrapoda y Drosophila . [13]

Los miembros de Caulimoviridae rara vez obtienen una asignación de gag a su ORF que contiene la cápside, pero el diseño CP-PRO-POL muestra analogía con la configuración canónica gag - pol . Que las partes se unan para formar una poliproteína depende del género. [ cita necesaria ]

Ver también

Referencias

  1. ^ Ataúd JM, Hughes SH, Varmus HE (1997). "Organización genética". Retrovirus . Prensa del laboratorio Cold Spring Harbor.
  2. ^ ab "Hitos del genoma del VIH". Laboratorio Nacional de Los Álamos . Consultado el 4 de noviembre de 2013 .
  3. ^ abcd Lalonde MS, Sundquist WI (noviembre de 2012). "Cómo el VIH encuentra la puerta". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 109 (46): 18631–2. Código bibliográfico : 2012PNAS..10918631L. doi : 10.1073/pnas.1215940109 . PMC 3503163 . PMID  23118338. 
  4. ^ Yamashita M, Emerman M (junio de 2004). "La cápside es un determinante dominante de la infectividad de los retrovirus en células que no se dividen". Revista de Virología . 78 (11): 5670–5678. doi :10.1128/JVI.78.11.5670-5678.2004. PMC 415837 . PMID  15140964. 
  5. ^ ab Datta SA, Temeselew LG, Crist RM, Soheilian F, Kamata A, Mirro J, et al. (mayo de 2011). "Sobre el papel del dominio SP1 en el ensamblaje de partículas del VIH-1: ¿un interruptor molecular?". Revista de Virología . 85 (9): 4111–21. doi :10.1128/JVI.00006-11. PMC 3126284 . PMID  21325421. 
  6. ^ Solbak SM, Reksten TR, Hahn F, Wray V, Henklein P, Henklein P, et al. (Febrero de 2013). "VIH-1 p6: una proteína multifuncional que interactúa con la membrana de estructura a flexible". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranas . 1828 (2). Elsevier BV: 816–23. doi : 10.1016/j.bbamem.2012.11.010 . PMID  23174350.
  7. ^ Antony JM, Deslauriers AM, Bhat RK, Ellestad KK, Power C (febrero de 2011). "Retrovirus endógenos humanos y esclerosis múltiple: ¿espectadores inocentes o determinantes de la enfermedad?" (PDF) . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Base molecular de la enfermedad . 1812 (2): 162–76. doi :10.1016/j.bbadis.2010.07.016. PMC 7172332 . PMID  20696240. 
  8. ^ Touret F, Guiguen F, Groenlandia T, Terzian C (diciembre de 2014). "En el medio: gitano en Drosophila melanogaster revela nuevos conocimientos sobre la evolución de los retrovirus endógenos". Virus . 6 (12): 4914–25. doi : 10.3390/v6124914 . PMC 4276936 . PMID  25502325. 
  9. ^ Ball NJ, Nicastro G, Dutta M, Pollard DJ, Goldstone DC, Sanz-Ramos M, et al. (noviembre de 2016). "La estructura de un dominio central de mordaza de Spumaretrovirus revela una cápside retroviral antigua". Más patógenos . 12 (11): e1005981. doi : 10.1371/journal.ppat.1005981 . PMC 5102385 . PMID  27829070. 
  10. ^ Müllers E (marzo de 2013). "Las proteínas Gag del virus espumoso: ¿qué las hace diferentes?". Virus . 5 (4): 1023–41. doi : 10.3390/v5041023 . PMC 3705263 . PMID  23531622. 
  11. ^ Dodonova SO, Prinz S, Bilanchone V, Sandmeyer S, Briggs JA (mayo de 2019). "Estructura de la cápside del retrotransposón Ty3 / Gypsy y la evolución de los retrovirus". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 116 (20): 10048–10057. doi : 10.1073/pnas.1900931116 . PMC 6525542 . PMID  31036670. 
  12. ^ Cottee MA, Letham SC, Young GR, Stoye JP, Taylor IA (enero de 2020). "Drosophila melanogaster ARC1 revela una molécula reutilizada con características de Gag retroviral". Avances científicos . 6 (1): fácil6354. doi : 10.1126/sciadv.aay6354 . PMC 6938703 . PMID  31911950. 
  13. ^ Parrish NF, Tomonaga K (enero de 2018). "Una (arco) colmena viral para la memoria de los metazoos". Celúla . 172 (1–2): 8–10. doi : 10.1016/j.cell.2017.12.029 . PMID  29328922.

enlaces externos