Белки слияния мембран (не путать с химерными белками или белками слияния ) - это белки, которые вызывают слияние биологических мембран . Слияние мембран имеет решающее значение для многих биологических процессов, особенно для развития эукариот и проникновения вирусов . Слитые белки могут происходить из генов, кодируемых вирусами с инфекционной оболочкой, древними ретровирусами, интегрированными в геном хозяина [1], или исключительно геномом хозяина. [2] Посттранскрипционные модификации, внесенные в слитые белки хозяином, могут резко повлиять на слияние, а именно добавление и модификация гликанов и ацетильных групп . [3]
Слияние у эукариот [ править ]
Геномы эукариот содержат несколько семейств генов хозяина и вируса , которые кодируют продукты, участвующие в слиянии мембран. В то время как взрослые соматические клетки обычно не подвергаются слиянию мембран при нормальных условиях, гамете и эмбриональных клетках следуют путям развития к не-самопроизвольно водить слияния мембран, например, в плацентарном формировании , syncytiotrophoblast формирования и развитии нервной системы . Пути Fusion также участвуют в развитии опорно - двигательного аппарата и нервной системы тканей. События слияния везикул, участвующие вТранспортировка нейротрансмиттеров также зависит от каталитической активности слитых белков.
Семья SNARE [ править ]
Семейство SNARE включает настоящие эукариотические слитые белки. Они встречаются только у эукариот и их ближайших архейских родственников, таких как Heimdallarchaeota . [4]
Ретровирус [ править ]
Эти белки происходят из окр гена из эндогенных ретровирусов . Они представляют собой гибридные белки одомашненного вируса класса I.
Семейство HAP2 [ править ]
HAP2 - это гибридный белок одомашненного вируса класса II, обнаруживаемый у различных эукариот, включая токсоплазмы , кресс-салат и плодовых мушек. Этот белок необходим для слияния гамет у этих организмов. [5]
Патогенное вирусное слияние [ править ]
Оболочечные вирусы легко преодолевают термодинамический барьер слияния двух плазматических мембран, сохраняя кинетическую энергию в слитых (F) белках. Белки F могут независимо экспрессироваться на поверхности клетки-хозяина, что может либо (1) заставить инфицированную клетку сливаться с соседними клетками, образуя синцитий , либо (2) быть включенным в отпочковавшийся вирион из инфицированной клетки, что приводит к полному освобождению плазматической мембраны клетки-хозяина. Некоторые компоненты F управляют только слиянием, в то время как подмножество белков F может взаимодействовать с факторами хозяина . Существует четыре группы белков F, которые классифицируются по механизму слияния.
Класс I [ править ]
Слитые белки класса I по своей структуре напоминают гемаглуттинин вируса гриппа . После слияния активный центр имеет тример из α-спиральных спиральных катушек. Связывающий домен богат α-спиралями и гидрофобными гибридными пептидами, расположенными рядом с N-концом. Изменение конформации слияния можно контролировать с помощью pH. [6] [7]
| Компонент Fusion | Сокращение | Семья | Вирусы |
|---|---|---|---|
| Гемаглуттинин (H) | H, HN | Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae | Грипп, корь, эпидемический паротит |
| Гликопротеин 41 | Gp41 | Retroviridae | ВИЧ |
Класс II [ править ]
Белки класса II доминируют в β-листах, а каталитические сайты локализованы в центральной области. Пептидные области, необходимые для слияния, образуются из витков между β-слоями. [6] [7]
| Компонент Fusion | Сокращение | Семья | Вирусы |
|---|---|---|---|
| Белок оболочки | E | Flaviviridae | Денге, вирус Западного Нила |
Класс III [ править ]
Слитые белки класса III отличаются от белков I и II. Обычно они состоят из 5 структурных доменов, где домены 1 и 2, локализованные на С-конце, часто содержат больше β-листов, а домены 2-5 ближе к N-концевой стороне богаче α-спиралями. В состоянии до слияния более поздние домены вкладываются и защищают домен 1 (т. Е. Домен 1 защищен доменом 2, который вложен в домен 3, который защищен доменом 4). Домен 1 содержит каталитический сайт слияния мембран. [6] [7]
| Прототипический пример | Сокращение | Семья | Вирусы |
|---|---|---|---|
| VSV G | грамм | Rhabdoviridae | Вирус везикулярного стоматита , лиссавирус бешенства |
| HSV-1 gB | ГБ | Herpesviridae | HSV-1 |
| Эболавирусный гликопротеин | GP | Filoviridae | Заир -, Судан - эболавирусы , марбургвирус |
Класс IV [ править ]
В этом разделе отсутствует информация о примере. ( Февраль 2021 г. ) |
Класс IV - это самые маленькие слитые белки. Их также называют малыми трансмембранными белками (FAST), ассоциированными со слиянием, и они чаще всего связаны с реовирусами без оболочки .
См. Также [ править ]
- Межслойные силы при слиянии мембран
- Белки слияния вирусной мембраны
Ссылки [ править ]
- ^ Классификация вирусных гибридных белков в базе данных TCDB
- ^ Klapper R, Stute С, Шомакер О, Т Штрассер, Janning Вт, Renkawitz-Поль R, Holz А (январь 2002 г.). «Формирование синцитий в висцеральной мускулатуре средней кишки дрозофилы зависит от duf, sns и mbc» . Механизмы развития . 110 (1–2): 85–96. DOI : 10.1016 / S0925-4773 (01) 00567-6 . PMID 11744371 .
- ↑ Ortega V, Stone JA, Contreras EM, Iorio RM, Aguilar HC (январь 2019). «Пристрастие к сахару: роли гликанов в отряде Mononegavirales» . Гликобиология . 29 (1): 2–21. DOI : 10.1093 / glycob / cwy053 . PMC 6291800 . PMID 29878112 .
- ↑ Neveu E, Khalifeh D, Salamin N, Fasshauer D (июль 2020 г.). «Прототипические белки SNARE закодированы в геномах Heimdallarchaeota, потенциально ликвидируя разрыв между прокариотами и эукариотами». Текущая биология . 30 (13): 2468–2480.e5. DOI : 10.1016 / j.cub.2020.04.060 . PMID 32442459 .
- ^ Федри Дж, Лю У, Péhau-Arnaudet G, J Пей, Ли Вт, Tortorici М. А., и др. (Февраль 2017 г.). «Древняя гамета Fusogen HAP2 представляет собой слитый белок эукариотического класса II» . Cell . 168 (5): 904–915.e10. DOI : 10.1016 / j.cell.2017.01.024 . PMC 5332557 . PMID 28235200 .
- ^ a b c Backovic M, Jardetzky TS (апрель 2009 г.). «Слитые белки вирусной мембраны класса III» . Текущее мнение в структурной биологии . 19 (2): 189–96. DOI : 10.1016 / j.sbi.2009.02.012 . PMC 3076093 . PMID 19356922 .
- ^ a b c White JM, Delos SE, Brecher M, Schornberg K (2008). «Структуры и механизмы слитых белков вирусной мембраны: несколько вариаций на общую тему» . Критические обзоры в биохимии и молекулярной биологии . 43 (3): 189–219. DOI : 10.1080 / 10409230802058320 . PMC 2649671 . PMID 18568847 .
Внешние ссылки [ править ]
- Мембрана + слияние + белки в предметных рубриках медицинской тематики Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
