APOBEC3A - APOBEC3A
Enzym mRNA pro úpravu Apolipoproteinu B, katalytický 3A podobný katalytickému polypeptidu, také známý jako APOBEC3Anebo A3A je gen z APOBEC3 rodina nalezená u lidí, jiná než lidská primáti a některé další savci.[3] Jedná se o jednu doménu DNA cytidindeamináza s antivirovými účinky. Zatímco ostatní členové rodiny jako např APOBEC3G se předpokládá, že jednají úpravou ssDNA odstraněním aminoskupiny z cytosin v DNA, zavedení cytosinu do uracil změna, která může nakonec vést k a cytosin na tymin Jedna studie naznačuje, že APOBEC3A může inhibovat parvoviry jiným mechanismem.[4] Buněčnou funkcí APOBEC3A bude pravděpodobně destrukce cizí DNA rozsáhlou deaminací cytosinu.Stenglein MD, Burns MB, Li M, Lengyel J, Harris RS (únor 2010). „Proteiny APOBEC3 zprostředkovávají odstranění cizí DNA z lidských buněk“. Přírodní strukturní a molekulární biologie. 17 (2): 222–9. doi:10.1038 / nsmb.1744. PMC 2921484. PMID 20062055.
Tento gen je členem rodiny genů polynukleotidových cytosin-deamináz. Je to jeden ze sedmi příbuzných genů nebo pseudogenů nalezených v klastru, o kterém se předpokládá, že je výsledkem duplikace genů, na chromozomu 22. Členové klastru kódují proteiny, které jsou strukturálně a funkčně příbuzné C-U RNA-editující cytidindeamináze APOBEC1. Rodina APOBEC3 enzymů pro editaci DNA je považována za součást vrozený imunitní systém omezením retroviry, mobilní genetické prvky jako retrotranspozony a endogenní retroviry. Kromě toho je APOBEC3A důležitým omezujícím faktorem pro HIV-1 a další lentiviry nalezené u primátů.[5] APOBEC3A je vysoce vyjádřen v monocyty a makrofágy při stimulaci pomocí interferon.[6]
Struktura
Základní struktura APOBEC3A se skládá z 5vláknového středu β-list obklopen 6 α-šroubovice a jeden katalyticky aktivní zinkový prst doména. Podobně jako u všech katalytických domén APOBEC3 je doménou H.AEx28Cx2-4C motiv zinkové vazby. V takových motivech histidin a cytosin zbytky koordinují iont zinku zatímco a kyselina glutamová stabilizuje přechodový stav a proton kyvadlová doprava. The iont zinku je specificky koordinován zbytky H70, C101 a C106.[7][8][9][10]
Struktura A3A-ssDNA
Jednovláknové DNA, zkráceně ssDNA, je substrát, který je katalyzován v C → U deaminační reakci APOBEC3A.
Aktivita
A3A má nejvyšší katalytickou aktivitu ze skupiny proteinů APOBEC3.[11]
Aktivita editace mRNA
Bylo poprvé zjištěno, že A3A indukuje alternativní formu úpravy mRNA, G> A, v Wilmsův nádor-1 (WT1) mRNA v mononukleárních buňkách pupečníkové krve, zejména v genomových polymorfních místech, což zjevně odráží spíše proces aminace než proces desaminace.[12] Poté brzy následovala studie ukazující, že A3A indukuje kanonické široce rozšířené úpravy C> U mRNA v lidských monocytech a makrofágech.[13]
Vliv pH na APOBEC3A
APOBEC3A funguje nejlépe v kyselém prostředí pH, s maximální katalytickou aktivitou při pH 5,5.[5][14] Další protein rodiny APOBEC velmi podobný A3A, APOBEC3B, vykazoval malou aktivitu při pH 4,5 a 4,0 a lze předpokládat podobný předpoklad aktivity A3A při těchto nižších úrovních pH.[14]
Afinita A3A k ssDNA je také pH závislé a úzce korelované s deaminační aktivitou APOBEC3A. The enzym má nejvyšší afinitu k ssDNA v pH 5.5 prokazující, že maximální katalytická aktivita A3A a nejvyšší afinita k ssDNA se vyskytují podobně pH.[15]
Mechanismus akce
A3A se stal stále více široce studovaným A3 díky své vysoké katalytické aktivitě ve srovnání se členy své rodiny a relativně neznámým mechanismům ve srovnání s populárnějšími APOBEC3, jako je APOBEC3G.
Kontextově závislá vazba na ssDNA
Vazba APOBEC3A na jeho substrát ssDNA je velmi závislá na svém okolí nukleotidy. Specifičnost vazby na svůj cíl deoxycytidin když se cíl zvýší více než desetkrát deoxycytidin je obklopen deoxythymidin nukleotidy.[15]
Reference
- ^ A b C ENSG00000262156 GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000128383, ENSG00000262156 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ "Entrez Gene: APOBEC3A apolipoprotein B mRNA editační enzym, katalytický polypeptid jako 3A".
- ^ Narvaiza I, Linfesty DC, Greener BN, Hakata Y, Pintel DJ, Logue E a kol. (Květen 2009). Jung JU (ed.). "Inhibice parvovirů nezávislá na deamináze pomocí APOBEC3A cytidindeaminázy". PLOS patogeny. 5 (5): e1000439. doi:10.1371 / journal.ppat.1000439. PMC 2678267. PMID 19461882.
- ^ A b Pham P, Landolph A, Mendez C, Li N, Goodman MF (říjen 2013). „Biochemická analýza spojující APOBEC3A s nesourodým omezením HIV-1 a rakovinou kůže“. The Journal of Biological Chemistry. 288 (41): 29294–304. doi:10,1074 / jbc.M113.504175. PMC 3795231. PMID 23979356.
- ^ Stenglein MD, Burns MB, Li M, Lengyel J, Harris RS (únor 2010). „Proteiny APOBEC3 zprostředkovávají odstranění cizí DNA z lidských buněk“. Přírodní strukturní a molekulární biologie. 17 (2): 222–9. doi:10.1038 / nsmb.1744. PMC 2921484. PMID 20062055.
- ^ Kouno T, Silvas TV, Hilbert BJ, Shandilya SM, Bohn MF, Kelch BA a kol. (Duben 2017). „Krystalová struktura APOBEC3A vázaného na jednořetězcovou DNA odhaluje strukturní základ pro deaminaci a specificitu cytidinu“. Příroda komunikace. 8 (1): 15024. doi:10.1038 / ncomms15024. PMC 5414352. PMID 28452355.
- ^ Byeon IJ, Ahn J, Mitra M, Byeon CH, Hercík K, Hritz J a kol. (2013). „NMR struktura lidského restrikčního faktoru APOBEC3A odhaluje vazbu substrátu a enzymovou specificitu“. Příroda komunikace. 4: 1890. doi:10.1038 / ncomms2883. PMC 3674325. PMID 23695684.
- ^ McDaniel YZ, Wang D, Love RP, Adolph MB, Mohammadzadeh N, Chelico L, Mansky LM (únor 2020). „Deaminační hotspoty mezi členy rodiny APOBEC3 jsou definovány jak kontextem cílové lokality, tak sekundární strukturou ssDNA“. Výzkum nukleových kyselin. 48 (3): 1353–1371. doi:10.1093 / nar / gkz1164. PMC 7026630. PMID 31943071.
- ^ Bohn MF, Shandilya SM, Silvas TV, Nalivaika EA, Kouno T, Kelch BA a kol. (Květen 2015). „Mutátor ssDNA APOBEC3A je regulován kooperativní dimerizací“. Struktura. 23 (5): 903–911. doi:10.1016 / j.str.2015.03.016. PMC 4874493. PMID 25914058.
- ^ Carpenter MA, Li M, Rathore A, Lackey L, Law EK, Land AM, et al. (Říjen 2012). "Methylcytosin a normální deaminace cytosinu cizím restrikčním enzymem DNA APOBEC3A". The Journal of Biological Chemistry. 287 (41): 34801–8. doi:10.1074 / jbc.m112.385161. PMC 3464582. PMID 22896697.
- ^ Niavarani A, Currie E, Reyal Y, Anjos-Afonso F, Horswell S, Griessinger E a kol. (2015-03-25). „APOBEC3A je zapojen do nové třídy editace mRNA G-to-A v přepisech WT1“. PLOS ONE. 10 (3): e0120089. doi:10.1371 / journal.pone.0120089. PMC 4373805. PMID 25807502.
- ^ Sharma S, Patnaik SK, Taggart RT, Kannisto ED, Enriquez SM, Gollnick P, Baysal BE (duben 2015). „APOBEC3A cytidindeamináza indukuje editaci RNA v monocytech a makrofágech“. Příroda komunikace. 6 (1): 6881. doi:10.1038 / ncomms7881. PMID 25898173.
- ^ A b Ito F, Fu Y, Kao SA, Yang H, Chen XS (červen 2017). „Celá rodina srovnávací analýza deaminace cytidinu a methylcytidinu jedenácti lidskými proteiny APOBEC“. Journal of Molecular Biology. 429 (12): 1787–1799. doi:10.1016 / j.jmb.2017.04.021. PMC 5530319. PMID 28479091.
- ^ A b Silvas TV, Hou S, Myint W, Nalivaika E, Somasundaran M, Kelch BA a kol. (Květen 2018). „Substrátová sekvenční selektivita APOBEC3A implikuje interakce uvnitř DNA“. Vědecké zprávy. 8 (1): 7511. doi:10.1038 / s41598-018-25881-z. PMC 5951847. PMID 29760455.
Další čtení
- Wedekind JE, Dance GS, MP Sowden, Smith HC (duben 2003). „Editace Messenger RNA u savců: noví členové rodiny APOBEC, kteří hledají role v rodinném podniku“. Trendy v genetice. 19 (4): 207–16. doi:10.1016 / S0168-9525 (03) 00054-4. PMID 12683974.
- Rasmussen HH, van Damme J, Puype M, Gesser B, Celis JE, Vandekerckhove J (prosinec 1992). „Mikrosekvence 145 proteinů zaznamenané v databázi dvourozměrných gelových proteinů normálních lidských epidermálních keratinocytů“. Elektroforéza. 13 (12): 960–9. doi:10,1002 / elps.11501301199. PMID 1286667.
- Madsen P, Anant S, Rasmussen HH, Gromov P, Vorum H, Dumanski JP a kol. (Srpen 1999). „Psoriáza upregulovaná forbolin-1 sdílí strukturální, ale ne funkční podobnost s proteinem upravujícím mRNA apobec-1“. The Journal of Investigative Dermatology. 113 (2): 162–9. doi:10.1046 / j.1523-1747.1999.00682.x. PMID 10469298.
- Dunham I, Shimizu N, Roe BA, Chissoe S, Hunt AR, Collins JE a kol. (Prosinec 1999). „Sekvence DNA lidského chromozomu 22“. Příroda. 402 (6761): 489–95. Bibcode:1999 Natur.402..489D. doi:10.1038/990031. PMID 10591208.
- Jarmuz A, Chester A, Bayliss J, Gisbourne J, Dunham I, Scott J, Navaratnam N (březen 2002). „Antropoidně specifický lokus sirotků C až U RNA-editujících enzymů na chromozomu 22“. Genomika. 79 (3): 285–96. doi:10.1006 / geno.2002.6718. PMID 11863358.
- Izmailova E, Bertley FM, Huang Q, Makori N, Miller CJ, Young RA, Aldovini A (únor 2003). „HIV-1 Tat přeprogramuje nezralé dendritické buňky tak, aby exprimovaly chemoatraktanty pro aktivované T buňky a makrofágy“. Přírodní medicína. 9 (2): 191–7. doi:10,1038 / nm822. PMID 12539042.
- Mariani R, Chen D, Schröfelbauer B, Navarro F, König R, Bollman B a kol. (Červenec 2003). "Druhově specifické vyloučení APOBEC3G z virionů HIV-1 podle Vif". Buňka. 114 (1): 21–31. doi:10.1016 / S0092-8674 (03) 00515-4. PMID 12859895.
- Collins JE, Wright CL, Edwards CA, Davis MP, Grinham JA, Cole CG a kol. (2005). „Přístup ke klonování lidského ORFeome založený na anotaci genomu“. Genome Biology. 5 (10): R84. doi:10.1186 / gb-2004-5-10-r84. PMC 545604. PMID 15461802.
- Bogerd HP, Wiegand HL, Doehle BP, Lueders KK, Cullen BR (2006). „APOBEC3A a APOBEC3B jsou silné inhibitory funkce LTR-retrotransposonu v lidských buňkách“. Výzkum nukleových kyselin. 34 (1): 89–95. doi:10.1093 / nar / gkj416. PMC 1326241. PMID 16407327.
- Goila-Gaur R, Khan MA, Miyagi E, Kao S, Strebel K (srpen 2007). „Cílení APOBEC3A na virový nukleoproteinový komplex poskytuje antivirovou aktivitu“. Retrovirologie. 4: 61. doi:10.1186/1742-4690-4-61. PMC 2018723. PMID 17727729.
