Počáteční protein 35 kDa - Early 35 kDa protein - Wikipedia

Časný protein 35 kDa (AcMNPV)
Struktura P35 od Fishera 1999, PDB 1P35.jpg
Struktura P35 od Fishera et al. 1999[1]
Identifikátory
OrganismusAutographa californica virus nukleární polyhedrózy (AcMNPV)
SymbolP35
Entrez1403968
PDB1P35
RefSeq (mRNA)NC_001623.1
RefSeq (Prot)NP_054165.1
UniProtP08160
Další údaje
Chromozóm0: 0,12 - 0,12 Mb
Časný protein 35 kDa (BmNPV)
Identifikátory
OrganismusBombyx mori nukleární virus polyhedrózy (BmNPV)
SymbolP35
Entrez1488744
RefSeq (mRNA)NC_001962.1
RefSeq (Prot)NP_047533.1
UniProtP31354
Další údaje
Chromozóm0: 0,11 - 0,11 Mb

The Počáteční protein 35 kDanebo P35 zkrátka je bakulovir protein, který inhibuje apoptóza v buňkách infikovaných virem. Přestože bakuloviry infikují pouze bezobratlých v přírodě, ektopický výraz P35 v obratlovců zvířata a buňky také vedou k inhibici apoptózy, což naznačuje univerzální mechanismus. Ukázalo se, že P35 je a kaspáza inhibitor s velmi širokým spektrem aktivity jak s ohledem na typy inhibovaných kaspáz, tak na druhy, u nichž je mechanismus zachován.

Distribuce druhů

P35 byl nalezen v různých kmenech virus jaderné polyhedrózy, druh bakuloviru, který infikuje hmyz. Dva ortology z P35, které byly podrobně studovány, jsou ty z Autographa californica multikapsidový jaderný virus polyhedrózy (AcMNPV) a z Bombyx mori virus jaderné polyhedrózy (BmNPV). Bylo zjištěno, že ortolog P35 z AcMNPV blokuje apoptózu v savčích buňkách mnohem efektivněji ve srovnání s ortologem z BmNPV.[2]

Funkce

Protein P35 inhibuje apoptózu tím, že působí jako a konkurenční, ireverzibilní inhibitor z kaspázy.[3] P35 slouží nejprve jako kaspázový substrát a štěpí se mezi aminokyselinami D87 a G88, tj. Po sekvenci DQMD v P35 od AcMNPV a po sekvenci DKID v P35 od BmNPV, což vede ke dvěma polypeptidovým produktům s přibližně 10 kDa a 25 kDa v velikost.[3] Místo štěpení je umístěno ve smyčce vystavené rozpouštědlu, která sahá od proteinu beta list jádro, čímž je zajištěna dobrá dostupnost kaspázy.[1][4] Na rozdíl od jiných proteinů substrátu kaspázy však fragmenty P35 po štěpení nedisociují z kaspázy. Místo toho zůstává N-terminální 10 kDa štěpný fragment vázán na kaspázu kovalentní, stabilní thioester vazba mezi štěpným zbytkem D87 P35 a cysteinovým zbytkem v aktivním místě kaspázy.[5]

Zatímco tvorba thioesterového meziproduktu mezi aspartátem rozpoznávacího místa substrátu a cysteinem aktivního místa kaspázy je normální událostí při štěpení proteinu zprostředkovaného kaspázou, výsledná vazba je obvykle rychle hydrolyzována, aby se štěpené produkty mohly oddělit. V případě P35 však komplex kaspáza-substrát zůstává stabilní. Štěpení P35 spouští rychlé konformační změny, které přemisťují jeho N-konec, který je normálně pohřben v jádře beta-listu proteinu, na aktivní místo kaspázy. V důsledku tohoto přeskupení interagují N-koncové zbytky P35 C2 a V3 s aktivním místem kaspázy, aby vytěsnily vodu a zabránily hydrolýzní reakci. Zbytek P35 C2 soutěží s cysteinovým zbytkem aktivního místa kaspázy o vazbu na zbytek P35 D87, přičemž udržuje reakci zachycenou v rovnovážném stavu.[5][6][7][8]

Interakce

V hmyzích buňkách P35 inhibuje enzym zvaný SF kaspáza-1, který byl identifikován jako strukturní a funkční ortolog člověka CASP3 (CPP32) a CASP7 (MCH3).[9] Studie využívající purifikované lidské kaspázy v roce 2006 in vitro zjistili, že protein je schopen také inhibovat několik z nich, včetně CASP1, CASP3, CASP6, CASP7, CASP8, a CASP10.[10]

Klinický význam

Vzhledem k tomu, že baculoviridae infikují pouze hmyz a ne člověka, není funkce P35 při imunitní úniku infikovaných buněk klinicky relevantní. Nicméně P35 byl považován za potenciální nástroj v genová terapie potlačit apoptózu tam, kde to není žádoucí, například při ochraně transplantovaná tkáň z imunitní odmítnutí nebo při zabíjení kolemjdoucí buňky v léčbě rakoviny; tyto metody jsou však stále daleko od klinické aplikace.[11]

Historie a objevy

Role P35 při inhibici apoptózy byla poprvé popsána Rollie J. Clemem ve výzkumné skupině Lois K. Miller na katedře genetiky na University of Georgia v roce 1991.[12] O čtyři roky později, v roce 1995, byla příčina inhibice apoptózy P35 identifikována jako schopnost vázat a inhibovat kaspázy (tehdy ještě nazývané Homology ICE) Nancy J. Bump a spolupracovníky v BASF Bioresearch Corporation v Worcester, Massachusetts.[13] Mechanismus inhibice kaspázy objevil Guozhou Xu v týmu Hao Wu na Katedře biochemie v Weill Cornell Medical College v roce 2001.[5]

Reference

  1. ^ A b Fisher AJ, Cruz W, Zoog SJ, Schneider CL, Friesen PD (duben 1999). "Krystalová struktura bakuloviru P35: role nové smyčky reaktivního místa v inhibici apoptotické kaspázy". Časopis EMBO. 18 (8): 2031–9. doi:10.1093 / emboj / 18.8.2031. PMC  1171287. PMID  10205157.
  2. ^ Morishima N, Okano K, Shibata T, Maeda S (květen 1998). „Homologní proteiny p35 bakulovirů vykazují výrazné antiapoptotické aktivity, které korelují s aktivitou každého viru vyvolávající apoptózu.“ FEBS Dopisy. 427 (1): 144–8. doi:10.1016 / S0014-5793 (98) 00389-5. PMID  9613616.
  3. ^ A b Bertin J, Mendrysa SM, LaCount DJ, Gaur S, Krebs JF, Armstrong RC, Tomaselli KJ, Friesen PD (září 1996). „Apoptotická suprese bakulovirem P35 zahrnuje štěpení a inhibici virem indukované proteázy podobné CED-3 / ICE“. Journal of Virology. 70 (9): 6251–9. PMC  190650. PMID  8709252.
  4. ^ Zoog SJ, Bertin J, Friesen PD (září 1999). „Inhibice kaspázy bakulovirem P35 vyžaduje interakci mezi smyčkou reaktivního místa a jádrem beta-listu“. The Journal of Biological Chemistry. 274 (37): 25995–6002. doi:10.1074 / jbc.274.37.25995. PMID  10473544.
  5. ^ A b C Xu G, Cirilli M, Huang Y, Rich RL, Myszka DG, Wu H (březen 2001). „Kovalentní inhibice odhalená krystalovou strukturou komplexu kaspáza-8 / p35“. Příroda. 410 (6827): 494–7. doi:10.1038/35068604. PMID  11260720.
  6. ^ Riedl SJ, Renatus M, Snipas SJ, Salvesen GS (listopad 2001). "Inaktivace kaspáz založená na mechanismu apoptotickým supresorem p35". Biochemie. 40 (44): 13274–80. doi:10.1021 / bi010574w. PMID  11683637.
  7. ^ Xu G, Rich RL, Steegborn C, Min T, Huang Y, Myszka DG, Wu H (únor 2003). "Mutační analýzy interakce p35-kaspázy. Kinetický model bowstringové inhibice kaspázy p35". The Journal of Biological Chemistry. 278 (7): 5455–61. doi:10,1074 / jbc.M211607200. PMID  12458208.
  8. ^ Lu M, Min T, Eliezer D, Wu H (únor 2006). „Nativní chemická ligace při inhibici kovalentní kaspázy p35“. Chemie a biologie. 13 (2): 117–22. doi:10.1016 / j.chembiol.2005.12.007. PMID  16492559.
  9. ^ Ahmad M, Srinivasula SM, Wang L, Litwack G, Fernandes-Alnemri T, Alnemri ES (leden 1997). „Spodoptera frugiperda kaspáza-1, nová proteáza smrti hmyzu, která štěpí nukleární imunofilin FKBP46, je cílem bakulovirového antiapoptotického proteinu p35“. The Journal of Biological Chemistry. 272 (3): 1421–4. doi:10.1074 / jbc.272.3.1421. PMID  8999805.
  10. ^ Zhou Q, Krebs JF, Snipas SJ, cena A, Alnemri ES, Tomaselli KJ, Salvesen GS (červenec 1998). "Interakce bakulovirového antiapoptotického proteinu p35 s kaspázami. Specifičnost, kinetika a charakterizace komplexu kaspáza / p35". Biochemie. 37 (30): 10757–65. doi:10.1021 / bi980893w. PMID  9692966.
  11. ^ Doloff JC, Su T, Waxman DJ (září 2010). „Adenovirové podávání inhibitoru p-kaspázy p35 zvyšuje usmrcování nezúčastněných osob terapií enzymovým proléčivem řízeným genem P450 pomocí cyklofosfamidu +“. Rakovina BMC. 10: 487. doi:10.1186/1471-2407-10-487. PMC  2946310. PMID  20836875.
  12. ^ Clem RJ, Fechheimer M, Miller LK (listopad 1991). "Prevence apoptózy bakulovirovým genem během infekce hmyzích buněk". Věda. 254 (5036): 1388–90. Bibcode:1991Sci ... 254.1388C. doi:10.1126 / science.1962198. PMID  1962198.
  13. ^ Bump NJ, Hackett M, Hugunin M, Seshagiri S, Brady K, Chen P, Ferenz C, Franklin S, Ghayur T, Li P (září 1995). "Inhibice proteáz rodiny ICE bakulovirovým antiapoptotickým proteinem p35". Věda. 269 (5232): 1885–8. Bibcode:1995Sci ... 269.1885B. doi:10.1126 / science.7569933. PMID  7569933.