Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
О пути бактериальной секреции см. Путь транслокации двойного аргинина .
Tat
6CYT HIV Tat TAR complex.png
Изображение фрагмента белка Tat (синий) из ВИЧ вместе с двумя молекулами Zn, показанными серыми сферами, в комплексе с РНК TAR ВИЧ (зеленый). Подготовлено с использованием данных, опубликованных под кодом PDB: 6CYT .
Идентификаторы
СимволTat
PfamPF00539
ИнтерПроIPR001831
PROSITEPDOC00836
SCOP21tvs / SCOPe / SUPFAM
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumрезюме структуры

В молекулярной биологии , тат является белком , который кодируется с помощью для тат гена в ВИЧ-1 . [1] [2] Tat - это регуляторный белок, который значительно повышает эффективность вирусной транскрипции . [2] Tat означает «трансактиватор транскрипции». Белок состоит от 86 до 101 аминокислоты в зависимости от подтипа. [3] Tat значительно увеличивает уровень транскрипции ВИЧ.дцДНК. Прежде чем появится Tat, будет создано небольшое количество транскриптов РНК, что позволит продуцировать белок Tat. Затем Tat связывается с клеточными факторами и опосредует их фосфорилирование , что приводит к усилению транскрипции всех генов ВИЧ [4], обеспечивая цикл положительной обратной связи . Это, в свою очередь, позволяет ВИЧ вызывать взрывную реакцию после выработки порогового количества Tat, что является полезным инструментом для подавления реакции организма.

Tat также, по-видимому, играет более непосредственную роль в процессе заражения ВИЧ. Белок выделяется инфицированными клетками в культуре и обнаруживается в крови пациентов, инфицированных ВИЧ-1. [5]

Он может абсорбироваться клетками, не инфицированными ВИЧ, и может действовать непосредственно как токсин, вызывающий гибель клеток посредством апоптоза в неинфицированных «сторонних» Т-клетках , помогая прогрессировать в направлении СПИДа . [6]

По антагонистическому CXCR4 - рецептор, Tat , как представляется , также селективно стимулировать воспроизводство менее вирулентные М- тропные ( макрофаг -tropic) штаммы ВИЧ (которые используют CCR5 рецептор) в начале в ходе инфекции, что позволяет более быстро патогенный Т-тропный ( Т-клеточно- тропные) штаммы (которые используют рецептор CXCR4) появляются позже после мутации из М-тропных штаммов. [5]

Функция и механизм [ править ]

Как и другие лентивирусы , ВИЧ-1 кодирует трансактивирующий регуляторный белок (Tat), который необходим для эффективной транскрипции вирусного генома . [7] [8] Tat действует путем связывания со структурой стебель-петля РНК , трансактивирующим ответным элементом (TAR), обнаруженным на 5'-концах растущих транскриптов ВИЧ-1. Связываясь с TAR, Tat изменяет свойства комплекса транскрипции, рекрутирует положительный комплекс элонгации транскрипции ( P-TEFb ) клеточного CDK9 и циклина T1., и, следовательно, увеличивает производство полноразмерной вирусной РНК. [8]

Белок Tat также связывается с комплексами РНК-полимеразы II во время ранней элонгации транскрипции после клиренса промотора и до синтеза полноразмерного транскрипта РНК TAR. Это взаимодействие Tat с комплексами элонгации РНК-полимеразы II не зависит от P-TEFb. На каждом комплексе элонгации транскрипции есть два сайта связывания Tat ; одна расположена на РНК TAR, а другая - на РНК-полимеразе II рядом с сайтом выхода растущих транскриптов мРНК, что предполагает, что две молекулы Tat участвуют в выполнении различных функций в течение одного цикла синтеза мРНК ВИЧ-1. [9]

Минимальная последовательность Tat , которая может опосредовать специфическое связывание TAR in vitro , была картирована на основной домен из 10 аминокислот , состоящий в основном из остатков Arg и Lys. Регуляторная активность, однако, также требует 47 N-концевых остатков, которые взаимодействуют с компонентами транскрипционного комплекса и функционируют как домен активации транскрипции. [8] [10] [11]

Tat также использует необычный трансклеточный транспортный путь. Во-первых, он с высоким сродством связывается с фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфатом (PI (4,5) P2), обнаруженным на внутренней поверхности клеточной мембраны , что позволяет рекрутировать Tat на этом уровне. Затем Tat пересекает плазматическую мембрану, чтобы достичь внеклеточного пространства. Секреция Tat инфицированными клетками очень активна, и экспорт является основным направлением Tat ВИЧ-1. [2]

Структура [ править ]

Предполагается, что основная область белка ВИЧ-Tat образует альфа-спираль . Основная область участвует в связывании РНК (TAR, элемент ответа на трансактивацию), и белки Tat, таким образом, принадлежат к семейству белков, связывающих РНК с богатым аргинином (ARM). [12]

Домен трансдукции белков [ править ]

Tat содержит домен трансдукции белка , который поэтому известен как проникающий в клетки пептид . [13] Первоначально [14] охарактеризованный Frankel и Pabo (1988) [15] и Green and Loewenstein (1988) [16], этот домен позволяет Tat проникать в клетки, пересекая клеточную мембрану. Аминокислотная последовательность домена трансдукции белка - YGRKKRRQRRR. [13] Сигнал ядерной локализации, обнаруженный внутри домена, GRKKR, обеспечивает дальнейшую транслокацию Tat в ядро ​​клетки. [17] [18] По состоянию на 2000 год биологическая роль этого домена и точный механизм передачи неизвестны.[13]

Клиническое значение [ править ]

Ингибирование Tat было исследовано. [19] Было высказано предположение, что антагонисты Tat могут быть использованы при лечении ВИЧ-инфекций. [20]

Компания Biosantech разработала новую вакцину под названием Tat Oyi, нацеленную на белок Tat. Вакцина-кандидат от ВИЧ компании не токсична для 48 ВИЧ-инфицированных пациентов, включенных в двойное слепое исследование, проводимое во Франции. Исследование фазы I / IIa, опубликованное в 2016 году, показывает снижение вирусной РНК для одной из трех испытанных доз. Дозозависимого ответа не наблюдалось, что ставит под сомнение надежность результатов. [21]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гены, + tat в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)
  2. ^ a b c Debaisieux S, Rayne F, Yezid H, Beaumelle B (2012). «Все подробности о ВИЧ-1 Tat» . Трафик . 13 (3): 355–63. DOI : 10.1111 / j.1600-0854.2011.01286.x . PMID  21951552 .
  3. ^ Jeang, KT (1996) В: Ретровирусы человека и СПИД : « Сборник и анализ последовательностей нуклеиновых кислот и аминокислот ». Лос-Аламосская национальная лаборатория (ред.), Стр. III-3 – III-18
  4. ^ Ким JB, Sharp PA (апрель 2001). «Положительный фактор элонгации транскрипции B фосфорилирует hSPT5 и карбоксиконцевой домен РНК-полимеразы II независимо от циклин-зависимой киназы, активирующей киназу» . J. Biol. Chem . 276 (15): 12317–23. DOI : 10.1074 / jbc.M010908200 . PMID 11145967 . 
  5. ^ а б Сяо Х., Неве С., Тиффани Х.Л. и др. (Октябрь 2000 г.). «Селективный антагонизм CXCR4 со стороны Tat: последствия для in vivo расширения использования корецепторов ВИЧ-1» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 97 (21): 11466–71. Bibcode : 2000PNAS ... 9711466X . DOI : 10.1073 / pnas.97.21.11466 . ЧВК 17223 . PMID 11027346 .  
  6. ^ Кемпбелл Р., Pasquier Е, Уоткинс - J, Bourgarel-Рей В, Пейрот В, D Esquieu, Барбье Р, де Mareuil J, Braguer D, P, Kaleebu Yirrell DL, Лорет EP (ноябрь 2004 г.). «Богатая глутамином область белка Tat ВИЧ-1 участвует в апоптозе Т-клеток» . J. Biol. Chem . 279 (46): 48197–204. DOI : 10.1074 / jbc.M406195200 . PMID 15331610 . 
  7. ^ Vaishnav Ю.Н., Вонг-Стаал F (1991). «Биохимия СПИДа». Анну. Rev. Biochem . 60 : 577–630. DOI : 10.1146 / annurev.bi.60.070191.003045 . PMID 1883204 . 
  8. ^ a b c Муджиб А., Епископ К., Петерлин Б.М., Терк К., Парслоу Т.Г., Джеймс Т.Л. (август 1994 г.). «Структура ЯМР биологически активного пептида, содержащего РНК-связывающий домен Tat вируса иммунодефицита человека 1 типа» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 91 (17): 8248–52. Bibcode : 1994PNAS ... 91.8248M . DOI : 10.1073 / pnas.91.17.8248 . PMC 44583 . PMID 8058789 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. Перейти ↑ Zhou C, Rana TM (июль 2002 г.). «Бимолекулярный механизм взаимодействия белка Tat ВИЧ-1 с комплексами элонгации транскрипции РНК-полимеразы II». J. Mol. Биол . 320 (5): 925–42. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (02) 00556-9 . PMID 12126615 . 
  10. ^ Селби MJ, Петерлин BM (август 1990). «Трансактивация Tat ВИЧ-1 через гетерологичный белок, связывающий РНК». Cell . 62 (4): 769–76. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (90) 90121-T . PMID 2117500 . S2CID 30833580 .  
  11. ^ Kashanchi F, G Piras, Radonovich MF, Дюваль JF, Fattaey A, Chiang CM, Редер RG, Brady JN (январь 1994). «Прямое взаимодействие человеческого TFIID с трансактиватором ВИЧ-1 Tat». Природа . 367 (6460): 295–9. Bibcode : 1994Natur.367..295K . DOI : 10.1038 / 367295a0 . PMID 8121496 . S2CID 4362048 .  
  12. ^ Таиров TH, Бабаева ND, Varzavand K, Cooper JJ, Sedore SC, Цена DH (июнь 2010). «Кристаллическая структура ВИЧ-1 Tat в комплексе с человеческим P-TEFb» . Природа . 465 (7299): 747–51. Bibcode : 2010Natur.465..747T . DOI : 10,1038 / природа09131 . PMC 2885016 . PMID 20535204 .  
  13. ^ a b c Schwarze SR, Hruska KA, Dowdy SF (июль 2000 г.). «Белковая трансдукция: неограниченная доставка во все клетки?». Trends Cell Biol . 10 (7): 290–5. DOI : 10.1016 / S0962-8924 (00) 01771-2 . PMID 10856932 . 
  14. ↑ Dietz GP, Bähr M (октябрь 2004 г.). «Доставка биоактивных молекул в клетку: подход троянского коня» . Молекулярная и клеточная неврология . 27 (2): 85–131. DOI : 10.1016 / j.mcn.2004.03.005 . PMID 15485768 . S2CID 21373286 .  
  15. Перейти ↑ Frankel AD, Pabo CO (декабрь 1988 г.). «Поглощение клетками белка tat из вируса иммунодефицита человека» . Cell . 55 (6): 1189–93. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (88) 90263-2 . PMID 2849510 . 
  16. ↑ Green M, Loewenstein PM (декабрь 1988 г.). «Автономные функциональные домены химически синтезированного белка трансактиватора tat вируса иммунодефицита человека». Cell . 55 (6): 1179–88. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (88) 90262-0 . PMID 2849509 . S2CID 26846467 .  
  17. ^ Рубен С., Перкинс А., Перселл Р. и др. (Январь 1989 г.). «Структурно-функциональная характеристика белка Tat вируса иммунодефицита человека» . Журнал вирусологии . 63 (1): 1–8. DOI : 10,1128 / JVI.63.1.1-8.1989 . PMC 247650 . PMID 2535718 .  
  18. ^ Hauber J, Малим MH, Каллен BR (март 1989). «Мутационный анализ консервативного основного домена белка tat вируса иммунодефицита человека» . Журнал вирусологии . 63 (3): 1181–7. DOI : 10,1128 / JVI.63.3.1181-1187.1989 . PMC 247813 . PMID 2536828 .  
  19. ^ Кук JA, Август A, Henderson AJ (июль 2002). «Привлечение фосфатидилинозитол-3-киназы к CD28 ингибирует транскрипцию ВИЧ по Tat-зависимому механизму» . J. Immunol . 169 (1): 254–60. DOI : 10.4049 / jimmunol.169.1.254 . PMID 12077252 . 
  20. ^ Бедоя Л.М., Бельтран М., Санчо Р. и др. (Октябрь 2005 г.). «4-Фенилкумарины как ингибиторы транскрипции ВИЧ». Биоорг. Med. Chem. Lett . 15 (20): 4447–50. DOI : 10.1016 / j.bmcl.2005.07.041 . PMID 16137881 . 
  21. ^ Лорет Е.П. и др. (Апрель 2016 г.). «Внутрикожная инъекция терапевтической вакцины против ВИЧ на основе Tat Oyi снижает на 1,5 log копий / мл медианное значение отскока РНК ВИЧ и отсутствие отскока ДНК ВИЧ после прерывания АРТ в рандомизированном контролируемом клиническом испытании фазы I / II» . Ретровирология . 13 : 21. DOI : 10,1186 / s12977-016-0251-3 . PMC 4818470 . PMID 27036656 .