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Tat (VIH)

En biología molecular , Tat es una proteína codificada por el gen tat en el VIH-1 . [1] [2] Tat es una proteína reguladora que mejora drásticamente la eficiencia de la transcripción viral . [2] Tat significa "Trans-Activador de la Transcripción". La proteína consta de entre 86 y 101 aminoácidos dependiendo del subtipo. [3] Tat aumenta enormemente el nivel de transcripción del dsADN del VIH . Antes de que Tat esté presente, se realizará una pequeña cantidad de transcripciones de ARN, que permiten que se produzca la proteína Tat. Luego, Tat se une a los factores celulares y media su fosforilación , lo que resulta en un aumento de la transcripción de todos los genes del VIH, [4] proporcionando un ciclo de retroalimentación positiva . Esto a su vez permite que el VIH tenga una respuesta explosiva una vez que se produce una cantidad umbral de Tat, una herramienta útil para derrotar la respuesta del cuerpo.

Tat también parece desempeñar un papel más directo en el proceso de la enfermedad del VIH. La proteína es liberada por las células infectadas en cultivo y se encuentra en la sangre de los pacientes infectados por el VIH-1. [5]

Puede ser absorbido por células que no están infectadas con el VIH y puede actuar directamente como una toxina produciendo muerte celular a través de la apoptosis en células T "espectadores" no infectadas , ayudando en la progresión hacia el SIDA . [6]

Al antagonizar el receptor CXCR4 , Tat también parece estimular selectivamente la reproducción de cepas M- trópicas ( macrófago -trópicas) menos virulentas del VIH (que utilizan el receptor CCR5 ) al principio del curso de la infección, lo que permite que las cepas T-trópicas ( células T- trópicas) más rápidamente patógenas (que utilizan el receptor CXCR4) emerjan más tarde después de mutar a partir de cepas M-trópicas. [5]

Función y mecanismo

Al igual que otros lentivirus , el VIH-1 codifica una proteína reguladora transactivadora (Tat), que es esencial para la transcripción eficiente del genoma viral . [7] [8] Tat actúa uniéndose a una estructura de tallo-bucle de ARN, el elemento de respuesta a la transactivación (TAR), que se encuentra en los extremos 5′ de las transcripciones nacientes del VIH-1. Al unirse a TAR, Tat altera las propiedades del complejo de transcripción, recluta el complejo de elongación de transcripción positiva ( P-TEFb ) de CDK9 celular y ciclina T1 , y por lo tanto aumenta la producción de ARN viral de longitud completa. [8]

La proteína Tat también se asocia con complejos de la ARN polimerasa II durante la elongación de la transcripción temprana después de la eliminación del promotor y antes de la síntesis de la transcripción completa del ARN TAR. Esta interacción de Tat con los complejos de elongación de la ARN polimerasa II es independiente de P-TEFb. Hay dos sitios de unión de Tat en cada complejo de elongación de la transcripción; uno se encuentra en el ARN TAR y el otro en la ARN polimerasa II cerca del sitio de salida para las transcripciones nacientes del ARNm, lo que sugiere la participación de dos moléculas Tat en la facilitación de una ronda de síntesis del ARNm del VIH-1. [9]

La secuencia mínima de Tat que puede mediar la unión específica de TAR in vitro se ha mapeado a un dominio básico de 10 aminoácidos , que comprende principalmente residuos de Arg y Lys. Sin embargo, la actividad reguladora también requiere los 47 residuos N-terminales , que interactúan con los componentes del complejo de transcripción y funcionan como un dominio de activación transcripcional. [8] [10] [11]

Tat también utiliza una vía de transporte transcelular inusual. En primer lugar, se une con alta afinidad al fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PI(4,5)P2), que se encuentra en la superficie interna de la membrana celular , para facilitar el reclutamiento de Tat. Tat luego cruza la membrana plasmática para alcanzar el espacio extracelular. La secreción de Tat por las células infectadas es muy activa y la exportación es el principal destino de Tat del VIH-1. [2]

Estructura

Se ha sugerido que la región básica de la proteína Tat del VIH forma una hélice alfa . La región básica está involucrada en la unión del ARN (TAR, elemento de respuesta a la transactivación) y, por lo tanto, las proteínas Tat pertenecen a la familia de proteínas de unión al ARN con motivo rico en arginina (ARM). [12]

Dominio de transducción de proteínas

Tat contiene un dominio de transducción de proteínas (PTD), que también se conoce como péptido que penetra en las células . [13] Originalmente [14] caracterizado por Frankel y Pabo (1988) [15] y Green y Loewenstein (1988), [16] este dominio permite que Tat entre en las células atravesando la membrana celular. La secuencia de aminoácidos del PTD es YGRKKRRQRRR. [13] Este péptido catiónico de once aminoácidos es suficiente para dirigirse a moléculas grandes, incluidas nanopartículas que lo muestran, para la transducción en las células. [17] A diferencia de la transducción independiente de la heparinasa del polipéptido PTD aislado, la internalización de Tat de longitud completa está mediada por interacciones con proteoglicanos de sulfato de heparán cargados negativamente en la superficie celular. [18] Esta translocación está mediada en parte por potocitosis . [17] [19]

La señal de localización nuclear encontrada dentro del PTD, GRKKR, media la translocación adicional de Tat al núcleo celular. [19] [20] [21] Hasta el año 2000 se desconocía el papel biológico de este dominio y el mecanismo exacto de transferencia. [13]

Importancia clínica

Se ha investigado la inhibición de Tat. [22] Se ha sugerido que los antagonistas de Tat pueden ser útiles en el tratamiento de las infecciones por VIH. [23]

Biosantech ha desarrollado una nueva vacuna llamada Tat Oyi, que ataca a la proteína Tat. La vacuna candidata contra el VIH de la empresa no es tóxica para 48 pacientes VIH positivos inscritos en un estudio doble ciego que se lleva a cabo en Francia. Un estudio de fase I/IIa, publicado en 2016, muestra una reducción del ARN viral en una de las tres dosis probadas. No se observó una respuesta dependiente de la dosis, lo que plantea dudas sobre la solidez de los hallazgos. [24]

Referencias

  1. ^ Genes,+tat en los Encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  2. ^ abc Debaisieux S, Rayne F, Yezid H, Beaumelle B (2012). "Los pormenores de la proteína Tat del VIH-1". Traffic . 13 (3): 355–63. doi : 10.1111/j.1600-0854.2011.01286.x . PMID  21951552.
  3. ^ Jeang KT (junio de 1997). "TAT del VIH-1: Estructura y función". En Myers G, Foley B, Korber B, Mellors J, Jeang K, Wain-Hobson S (eds.). Retrovirus humanos y SIDA: una recopilación y análisis de secuencias de ácidos nucleicos y aminoácidos . Laboratorio Nacional de Los Álamos. págs. III-3–III-18. CiteSeerX 10.1.1.321.7430 . 
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