Ранний белок 35 кДа

Early 35 кДа белки , или P35 Короче говоря, это бакуловирусные белки , который ингибирует апоптоз в клетках , инфицированных вирусом. Хотя бакуловирусы инфицируют только беспозвоночных в природе, эктопическая экспрессия P35 в позвоночных животных и клетках также приводит к ингибированию апоптоза, что указывает на универсальный механизм. Было показано, что P35 является ингибитором каспаз с очень широким спектром активности как в отношении ингибированных типов каспаз, так и в отношении видов, у которых механизм законсервирован.

Распространение видов [ править ]

P35 был обнаружен в различных штаммах вируса ядерного полиэдроза , разновидности бакуловируса, поражающего насекомых. Два ортолога P35, которые были подробно изучены, - это ортолога из мультикапсидного вируса ядерного полиэдроза Autographa californica (AcMNPV) и из вируса ядерного полиэдроза Bombyx mori (BmNPV). Было обнаружено, что ортолог P35 из AcMNPV блокирует апоптоз в клетках млекопитающих намного более эффективно по сравнению с ортологом из BmNPV. ^[2]

Функция [ править ]

Р35 белок ингибирует апоптоз, действуя в качестве конкурентоспособного , необратимого ингибитора от каспаз . ^[3] P35 сначала служит субстратом каспазы и расщепляется между аминокислотами D87 и G88, то есть после последовательности DQMD в P35 из AcMNPV и после последовательности DKID в P35 из BmNPV, в результате чего образуются два полипептидных продукта примерно 10 кДа и Размер 25 кДа. ^[3] Сайт расщепления расположен в открытой для растворителя петле, которая простирается от ядра бета-листа белка , что обеспечивает хороший доступ для каспазы. ^[1]^[4]Однако, в отличие от других белков-субстратов каспазы, фрагменты P35 не диссоциируют от каспазы после расщепления. Вместо этого N-концевой фрагмент расщепления 10 кДа остается связанным с каспазой ковалентной стабильной тиоэфирной связью между остатком расщепления D87 P35 и остатком цистеина в активном сайте каспазы. ^[5]

Хотя образование промежуточного тиоэфира между аспартатом сайта узнавания субстрата и цистеином активного сайта каспазы является нормальным явлением при опосредованном каспазой расщеплении белка, полученная связь обычно быстро гидролизуется, так что продукты расщепления могут отщепляться. Однако в случае P35 комплекс каспаза-субстрат остается стабильным. Расщепление P35 запускает быстрые конформационные изменения, которые перемещают его N-конец, который обычно скрыт в ядре бета-листа белка, в активный сайт каспазы. В результате этой перегруппировки N-концевые остатки C2 и V3 P35 взаимодействуют с активным центром каспазы, вытесняя воду и предотвращая реакцию гидролиза. Остаток C2 P35 конкурирует с остатком цистеина активного центра каспазы за связывание остатка D87 P35,удерживание реакции в равновесном состоянии.^[5]^[6]^[7]^[8]

Взаимодействия [ править ]

В клетках насекомых P35 ингибирует фермент под названием Sf caspase-1 , который был идентифицирован как структурный и функциональный ортолог человеческих CASP3 (CPP32) и CASP7 (MCH3). ^[9] Исследования с использованием очищенных человеческих каспазы в пробирке обнаружили , что белок способен также ингибировать некоторые из них, в том числе CASP1 , CASP3, CASP6 , CASP7, Casp8 и CASP10 . ^[10]

Клиническое значение [ править ]

Поскольку бакуловирусы инфицируют только насекомых, а не людей, функция P35 в иммунном уклонении инфицированных клеток не имеет клинического значения. Однако P35 рассматривается как потенциальный инструмент в генной терапии для подавления апоптоза там, где он нежелателен, например, для защиты трансплантированной ткани от иммунного отторжения или при уничтожении клеток-свидетелей при терапии рака; Однако такие методы еще далеки от клинического применения. ^[11]

История и открытия [ править ]

Роль P35 в ингибировании апоптоза была впервые описана Ролли Дж. Клемом в исследовательской группе Лоис К. Миллер на факультете генетики Университета Джорджии в 1991 году. ^[12] Четыре года спустя, в 1995 году, Причина ингибирования апоптоза с помощью P35 была определена как его способность связывать и ингибировать каспазы (тогда еще называемые гомологами ICE ) Нэнси Дж. Бамп и соавторами из BASF Bioresearch Corporation в Вустере, Массачусетс . ^[13] Механизм ингибирования каспаз был обнаружен Гочжоу Сюй в команде Хао Ву на кафедре биохимии Медицинского колледжа Вейлла Корнелла.в 2001 году. ^[5]

Ссылки [ править ]

^ a b Фишер А.Дж., Круз В., Зуг С.Дж., Шнайдер С.Л., Фризен П.Д. (апрель 1999 г.). «Кристаллическая структура бакуловируса P35: роль новой петли реактивного сайта в ингибировании апоптоза каспазы» . Журнал EMBO . 18 (8): 2031–9. DOI : 10.1093 / emboj / 18.8.2031 . PMC 1171287 . PMID 10205157 .
^ Морисима Н, Okano К, Т Шибата, Маэда S (май 1998 г.). «Гомологичные белки бакуловирусов p35 проявляют отличительную антиапоптотическую активность, которая коррелирует с активностью каждого вируса, вызывающей апоптоз» . Письма FEBS . 427 (1): 144–8. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (98) 00389-5 . PMID 9613616 .
^ a b Бертин Дж., Мендриса С. М., ЛаКаунт Д. Д., Гаур С., Кребс Дж. Ф., Армстронг Р. К., Томаселли К. Дж., Фризен П. Д. (сентябрь 1996 г.). «Подавление апоптоза бакуловирусом P35 включает расщепление и ингибирование индуцированной вирусом CED-3 / ICE-подобной протеазы» . Журнал вирусологии . 70 (9): 6251–9. PMC 190650 . PMID 8709252 .
^ Zoog SJ, Бертен J, Фризен PD (сентябрь 1999). «Ингибирование каспазы бакуловирусом P35 требует взаимодействия между петлей реактивного сайта и ядром бета-листа» . Журнал биологической химии . 274 (37): 25995–6002. DOI : 10.1074 / jbc.274.37.25995 . PMID 10473544 .
^ a b c Xu G, Cirilli M, Huang Y, Rich RL, Myszka DG, Wu H (март 2001 г.). «Ковалентное ингибирование, выявленное кристаллической структурой комплекса каспаза-8 / p35». Природа . 410 (6827): 494–7. DOI : 10.1038 / 35068604 . PMID 11260720 .
^ Ридл SJ, Ренатус M, Snipas SJ, Salvesen GS (ноябрь 2001). «Основанная на механизме инактивация каспаз супрессором апоптоза p35». Биохимия . 40 (44): 13274–80. DOI : 10.1021 / bi010574w . PMID 11683637 .
^ Xu G, Рич RL, Steegborn C, мин T, Хуан Y, Myszka DG, Wu H (февраль 2003). «Мутационный анализ взаимодействия p35-каспазы. Кинетическая модель тетивы ингибирования каспазы p35» . Журнал биологической химии . 278 (7): 5455–61. DOI : 10.1074 / jbc.M211607200 . PMID 12458208 .
Перейти ↑ Lu M, Min T, Eliezer D, Wu H (февраль 2006 г.). «Нативное химическое лигирование при ингибировании ковалентной каспазы с помощью p35» . Химия и биология . 13 (2): 117–22. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2005.12.007 . PMID 16492559 .
↑ Ahmad M, Srinivasula SM, Wang L, Litwack G, Fernandes-Alnemri T, Alnemri ES (январь 1997 г.). «Spodoptera frugiperda caspase-1, новая протеаза смерти насекомых, которая расщепляет ядерный иммунофилин FKBP46, является мишенью антиапоптотического белка бакуловируса p35» . Журнал биологической химии . 272 (3): 1421–4. DOI : 10.1074 / jbc.272.3.1421 . PMID 8999805 .
^ Чжоу Q, Кребс JF, Snipas SJ, Цена A, Alnemri ES, Томаселли KJ, Salvesen GS (июль 1998). «Взаимодействие бакуловирусного антиапоптотического белка p35 с каспазами. Специфичность, кинетика и характеристика комплекса каспаза / p35». Биохимия . 37 (30): 10757–65. DOI : 10.1021 / bi980893w . PMID 9692966 .
^ Doloff JC, Су T, Ваксман DJ (сентябрь 2010). «Аденовирусная доставка ингибитора панкаспазы р35 усиливает убийство сторонних наблюдателей под действием пролекарственной терапии геном Р450 ферментом с использованием циклофосфамида +» . BMC Рак . 10 : 487. DOI : 10.1186 / 1471-2407-10-487 . PMC 2946310 . PMID 20836875 .
^ Клем RJ, Fechheimer M, Miller LK (ноябрь 1991). «Профилактика апоптоза геном бакуловируса при инфицировании клеток насекомых». Наука . 254 (5036): 1388–90. Bibcode : 1991Sci ... 254.1388C . DOI : 10.1126 / science.1962198 . PMID 1962198 .
^ Bump NJ, Hackett M, Hugunin M, Seshagiri S, Brady K, P Chen, Ференц C, Франклин S, T Ghayur, Li P (сентябрь 1995). «Ингибирование протеаз семейства ICE бакуловирусным антиапоптотическим белком p35». Наука . 269 (5232): 1885–8. Bibcode : 1995Sci ... 269.1885B . DOI : 10.1126 / science.7569933 . PMID 7569933 .

[Fisher1999-1] Фишер А.Дж., Круз В., Зуг С.Дж., Шнайдер С.Л., Фризен П.Д. (апрель 1999 г.). «Кристаллическая структура бакуловируса P35: роль новой петли реактивного сайта в ингибировании апоптоза каспазы» . Журнал EMBO . 18 (8): 2031–9. DOI : 10.1093 / emboj / 18.8.2031 . PMC 1171287 . PMID 10205157 .

[Morishima1998-2] Морисима Н, Okano К, Т Шибата, Маэда S (май 1998 г.). «Гомологичные белки бакуловирусов p35 проявляют отличительную антиапоптотическую активность, которая коррелирует с активностью каждого вируса, вызывающей апоптоз» . Письма FEBS . 427 (1): 144–8. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (98) 00389-5 . PMID 9613616 .

[Bertin1996-3] Бертин Дж., Мендриса С. М., ЛаКаунт Д. Д., Гаур С., Кребс Дж. Ф., Армстронг Р. К., Томаселли К. Дж., Фризен П. Д. (сентябрь 1996 г.). «Подавление апоптоза бакуловирусом P35 включает расщепление и ингибирование индуцированной вирусом CED-3 / ICE-подобной протеазы» . Журнал вирусологии . 70 (9): 6251–9. PMC 190650 . PMID 8709252 .

[Zoog1999-4] Zoog SJ, Бертен J, Фризен PD (сентябрь 1999). «Ингибирование каспазы бакуловирусом P35 требует взаимодействия между петлей реактивного сайта и ядром бета-листа» . Журнал биологической химии . 274 (37): 25995–6002. DOI : 10.1074 / jbc.274.37.25995 . PMID 10473544 .

[Xu2001-5] Xu G, Cirilli M, Huang Y, Rich RL, Myszka DG, Wu H (март 2001 г.). «Ковалентное ингибирование, выявленное кристаллической структурой комплекса каспаза-8 / p35». Природа . 410 (6827): 494–7. DOI : 10.1038 / 35068604 . PMID 11260720 .

[6] Ридл SJ, Ренатус M, Snipas SJ, Salvesen GS (ноябрь 2001). «Основанная на механизме инактивация каспаз супрессором апоптоза p35». Биохимия . 40 (44): 13274–80. DOI : 10.1021 / bi010574w . PMID 11683637 .

[Xu2003-7] Xu G, Рич RL, Steegborn C, мин T, Хуан Y, Myszka DG, Wu H (февраль 2003). «Мутационный анализ взаимодействия p35-каспазы. Кинетическая модель тетивы ингибирования каспазы p35» . Журнал биологической химии . 278 (7): 5455–61. DOI : 10.1074 / jbc.M211607200 . PMID 12458208 .

[Lu2006-8] Перейти ↑ Lu M, Min T, Eliezer D, Wu H (февраль 2006 г.). «Нативное химическое лигирование при ингибировании ковалентной каспазы с помощью p35» . Химия и биология . 13 (2): 117–22. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2005.12.007 . PMID 16492559 .

[Ahmad1997-9] Ahmad M, Srinivasula SM, Wang L, Litwack G, Fernandes-Alnemri T, Alnemri ES (январь 1997 г.). «Spodoptera frugiperda caspase-1, новая протеаза смерти насекомых, которая расщепляет ядерный иммунофилин FKBP46, является мишенью антиапоптотического белка бакуловируса p35» . Журнал биологической химии . 272 (3): 1421–4. DOI : 10.1074 / jbc.272.3.1421 . PMID 8999805 .

[Zhou1998-10] Чжоу Q, Кребс JF, Snipas SJ, Цена A, Alnemri ES, Томаселли KJ, Salvesen GS (июль 1998). «Взаимодействие бакуловирусного антиапоптотического белка p35 с каспазами. Специфичность, кинетика и характеристика комплекса каспаза / p35». Биохимия . 37 (30): 10757–65. DOI : 10.1021 / bi980893w . PMID 9692966 .

[11] Doloff JC, Су T, Ваксман DJ (сентябрь 2010). «Аденовирусная доставка ингибитора панкаспазы р35 усиливает убийство сторонних наблюдателей под действием пролекарственной терапии геном Р450 ферментом с использованием циклофосфамида +» . BMC Рак . 10 : 487. DOI : 10.1186 / 1471-2407-10-487 . PMC 2946310 . PMID 20836875 .

[Clem1991-12] Клем RJ, Fechheimer M, Miller LK (ноябрь 1991). «Профилактика апоптоза геном бакуловируса при инфицировании клеток насекомых». Наука . 254 (5036): 1388–90. Bibcode : 1991Sci ... 254.1388C . DOI : 10.1126 / science.1962198 . PMID 1962198 .

[Bump1998-13] Bump NJ, Hackett M, Hugunin M, Seshagiri S, Brady K, P Chen, Ференц C, Франклин S, T Ghayur, Li P (сентябрь 1995). «Ингибирование протеаз семейства ICE бакуловирусным антиапоптотическим белком p35». Наука . 269 (5232): 1885–8. Bibcode : 1995Sci ... 269.1885B . DOI : 10.1126 / science.7569933 . PMID 7569933 .

[1]