Аденовирусная ранняя область 1А - Adenovirus early region 1A

Аденовирусная ранняя область 1А (E1A) - это ген, экспрессирующийся во время аденовирус репликация для производства различных белков E1A.[1] Это проявляется на ранней стадии вирусной жизни.

E1A кодирует два основных белка в Ad5, транслируемых после альтернативное сращивание транскрипта вирусной ДНК, которые способны вызывать множество различных эффектов в клетках млекопитающих.[2] Белки, кодируемые E1A имеют тенденцию локализоваться в ядре и влиять на генетическую регуляцию со стороны клетки-хозяина.[1] После вирусной инфекции они стимулируют экспрессию других вирусных генов и могут либо усиливать, либо подавлять экспрессию клеточных генов в зависимости от клеточного контекста и координации с другими вирусными генами.[3]

Добавление E1A ДНК в клетках может вызывать неблагоприятные биологические эффекты,[4] например, увеличение p53 выражение,[5] стимуляция синтеза ДНК и развития клеточного цикла в покоящихся клетках,[2] и подавление дифференциация.[6] Это считалось онкоген.[7] Он также может вести себя как ген-супрессор опухоли.[8][3]

Транскрипция

Рисунок 1: Структура E1A транскрипты мРНК, кодирующие области представлены в виде прямоугольников

Генетическая информация аденовируса кодируется двухцепочечной линейной молекулой ДНК. В течение вирусная репликация, аденовирусная ранняя область 1A (E1A) это ген что выражается. Большинство работ над аденовирусом транскрипция сосредоточился на аденовирусе человека, в частности Ad2 и Ad5. Полный нуклеотидная последовательность из E1A был установлен, и общая организация этого региона, похоже, очень похожа на организацию различных серотипы.[9]

Почти через час после вирусного заражения вирус подвергается транскрипции с образованием первичного гена. E1A который подвергается альтернативное сращивание, регулируемый процесс, при котором несколько изоформ белков кодируются первичным геном через экзоны, части экзонов или интроны дифференциальное присоединение или пропуск. В E1A дифференциально сплайсирован на пять транскриптов с коэффициенты седиментации 13S, 12S, 11S, 10S и 9S,[10] все из них, как известно, кодируют разные белки с различным числом аминокислотных остатков 289R, 243R, 217R, 171R, 55R соответственно, каждый из которых выполняет разные функции.[1] Белки 289R и 243R являются основными продуктами, кодируемыми E1A Ad5. Эти два белка имеют почти одинаковые внутренние последовательности, как показано на рисунке, за исключением 46 внутренних аминокислот, уникальных для белка 289, который является результатом дифференциального сплайсинга. Эти белки функционально важны для роста аденовирусов.[11]

Перевод

В аденовирусная ранняя область 1А ген транслируется с образованием E1A белки с помощью молекулярного механизма клетки-хозяина. Ранние белки образуются после того, как вирус попадает в клетку-хозяина, но до репликация. Это контрастирует с поздними белками, которые продуцируются генами поздней фазы. Ранние белки обычно кодируют неструктурные белки, которые необходимы для репликации, тогда как поздние структурные белки обычно функционируют, чтобы инициировать экспрессия гена. В Ген E1A относится к гену, который кодирует белки E1A, специфически участвующие в репликации аденовируса.

В аденовирусе финальный перевод продукты, или белки E1A, являются пролин -богатые и, как было обнаружено, локализуются в ядро. Эти белковые продукты играют роль в регуляции самого гена и в ростовой активности вируса.[1]

МРНК стенограммы, 13S, 12S, 11S, 10S и 9S, каждый код для следующего соответствующего белка остатки: 289 остатков (R), 243R, 217R, 171R и 55R. Эти продукты участвуют в регуляции вирусных генов, а также генов инфицированной клетки.[1]

Регуляция вирусных генов аденовирусным белком была изучена на аденовирусе типа 5 или Ad5. Ad5 относится к определенной группе аденовирусов человека. В клетках, инфицированных Ad5, E1A была выдвинута гипотеза, что в трансляции участвует Ad5 L4 100-кДа белок. Был сделан вывод, что этот белок участвует в инициации трансляции для последующих белков поздней фазы.[12]

Что касается клеточной трансляции клетки-хозяина, был сделан вывод, что аденовирус избирательно ингибирует клеточную трансляцию посредством замещения MAP-киназа-взаимодействующая серин / треонин-протеинкиназа 1 (Mnk1), an фактор инициации трансляции эукариот. Аденовирус, вероятно, вытесняет Mnk1 из eIF4G и ингибирует фосфорилирование eIF4E, оба из которых являются важными компонентами eIF4a комплекс инициации трансляции в клетках. Хотя аденовирус, вероятно, таким образом блокирует клеточную трансляцию, он не влияет на трансляцию собственных вирусных мРНК.[13]

Структуры белковых продуктов

В аденовирусная ранняя область 1A (E1A) Белок 289R состоит из 289 аминокислот, с четырьмя консервативными областями CR1 (42-80), CR2 (115-137), CR3 (145-191), CR4 (240-289). В 243R CR3 отсутствует. Эти консервативные домены отвечают за межбелковое взаимодействие и регуляцию клеточного цикла и клеточных ответов. В целом внутренняя структура из E1A сильно неупорядочен, что означает отсутствие единой трехмерной структуры.[14]

Рисунок 2: Конструкция белков E1A.

Однако структура E1A может фиксироваться при связывании лиганда. Структура циклический AMP белок, связывающий элемент ответа (CBP) и комплекс E1A, определяли с помощью ЯМР. Это показывает, что CR1 и CR2 ответственны за взаимодействие CBP, чтобы регулировать трансформацию клеток. Домен CR1 образован случайными катушками без развитой структуры в свободном состоянии. Однако, когда он связан с доменом цинкового пальца-2 CBP, он складывается в спиральную структуру.[15]

CR3 - это отдельный домен в 289R, поскольку это единственный домен с развитой структурой. Фиксированная структура позволяет этому домену распознавать ТАТА-связывающий белок (TBP) и активируют транскрипцию определенных генов. Остаток Val147 в CR3 является критическим остатком для взаимодействия ТВР. Предполагается, что мутация Val нарушит гидрофобную среду в сайте связывания, что приведет к отключению взаимодействия ТВР, что указывает на то, что структура CR3 является ключевым доменом для взаимодействия ТВР.[2]

Роль в жизненном цикле вирусов

Было обнаружено, что E1A C-конец (кодируется вторым экзоном) оказывает сильное влияние на репликативный цикл аденовируса, влияя на процессы репликации, локализации, роста, экспрессии генов, экспрессии белков и, в частности, индукции S-фаза. Эта особенно кодируемая область С-конца характерна для всех E1A изоформы за исключением 55 остатков белка.[16]

Изучая факторы связывания, ученые лучше поняли влияние С-конца на жизненный цикл вируса: E1A прямое связывание активации репрессирующего гена RubBL1, индуцированное интерфероны, а Ku70 является ингибитором реакции ДНК на повреждение.[17][18] Кроме того, мутации наблюдаются на E1A Было обнаружено, что С-конец оказывает влияние на индукцию S-фазы, а делеции на конце проявляют различное влияние на рост вируса. Однако, хотя мы знаем о некоторых способах воздействия С-конца на жизненный цикл вируса, полное понимание еще не полностью изучено.[16]

Воздействие на клетку-хозяин

Естественные клетки-хозяева, нацеленные на аденовирусы: грамм0-задержанные покоящиеся клетки, и было высказано предположение, что по этой причине гены аденовируса стимулируют пролиферацию этих клеток, чтобы максимизировать репликацию вируса. Белки, кодируемые E1A может оказывать различное влияние на операции клетки-хозяина, а также на его организм-хозяин, в зависимости от многих факторов, в первую очередь от того, действует ли ген самостоятельно или совместно с другими генами аденовируса, такими как E1B. Сам по себе, E1A способен влиять на функцию генов, чтобы стимулировать покоящиеся клетки делиться, подавлять дифференциация, и побудить апоптоз. При согласовании с E1B или другие онкогенные гены, такие как активированный ras, E1A способен онкогенно трансформировать клетки грызунов.[19]

Было обнаружено, что в течение 24 часов после самовыражения E1A временно связывается с кластерами генов / промоторами, участвующими в патогенезе и иммунном ответе, а также с теми, которые регулируют рост, развитие, дифференциацию, деление и синтез ДНК клеток у человека. фибробласт клетки, подавляя их активацию. Кроме того, E1A способен репрограммировать клетки на эпигенетической основе. Взаимодействие E1A с p300 / CBP гистоновые ацетилтрансферазы вызывает снижение общего клеточного ацетилирования H3K18 примерно в 3 раза, что может быть сходным по механизму с невирусными формами онкогенеза. Комбинированный эффект E1A Связывание промотора и эпигенетические изменения способствуют проникновению клетки-хозяина в S фаза и подавить дифференциацию.[20]

Белковые продукты E1A влияют на иммунитет хозяина посредством ряда различных взаимодействий с врожденными клеточными сигнальными путями. Блокируя образование комплекса транскрипции путем связывания факторы транскрипции, предотвращая убиквитинирование определенных гистонов и блокируя деградацию пептидов иммунопротеасомами, E1A способен уменьшить антиген представление на инфицированных аденовирусом клетках и нарушает врожденный иммунный ответ клетки.[21]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е "Введение в Ad5 E1A".
  2. ^ а б c Гранд, Роджер Дж. А .; Галлимор, Филип Х .; Милнер, Энн Э .; Смит, К. Джон; Моллой, Дэвид П. (5 февраля 1999 г.). «Структура сайта на ранней области 1А аденовируса, ответственной за связывание с ТАТА-связывающим белком, определенная с помощью ЯМР-спектроскопии». Журнал биологической химии. 274 (6): 3503–3512. Дои:10.1074 / jbc.274.6.3503. PMID  9920896.
  3. ^ а б Фриш, Стивен М .; Мымрик, Джо С. (июнь 2002 г.). «Аденовирус-5 E1A: парадокс и парадигма». Нат Рев Мол Cell Biol. 3 (6): 441–52. Дои:10.1038 / nrm827. PMID  12042766.
  4. ^ Буланже, Пенсильвания; Блэр, Г. Э. (15 апреля 1991 г.). «Экспрессия и взаимодействие онкобелков аденовируса человека». Биохимический журнал. 275 (Pt 2): 281–299. Дои:10.1042 / bj2750281. ЧВК  1150051. PMID  1827253.
  5. ^ Белый, E .; Корсмейер, С .; Hockenbery, D .; Sabbatini, P .; Деббас, М .; Рао, Л. (15 августа 1992 г.). «Белки аденовируса E1A вызывают апоптоз, который ингибируется белками E1B 19 кДа и Bcl-2». Труды Национальной академии наук. 89 (16): 7742–7746. Дои:10.1073 / пнас.89.16.7742. ЧВК  49787. PMID  1457005.
  6. ^ Кедес, Ларри; Маскат, Джордж Э. О .; Вебстер, Кейт А. (апрель 1988 г.). «Продукты аденовируса E1A подавляют миогенную дифференцировку и ингибируют транскрипцию с промоторов, специфичных для мышц». Природа. 332 (6164): 553–557. Дои:10.1038 / 332553a0. PMID  2965790.
  7. ^ «Экспрессия онкогена аденовируса E1A в опухолевых клетках усиливает уничтожение TNF-связанным лигандом, индуцирующим апоптоз (TRAIL)». J Immunol. 165 (8): 4522–4527. 2000. Дои:10.4049 / jimmunol.165.8.4522. PMID  11035092.
  8. ^ Фриш С.М. (1 мая 2004 г.). «E1A как ген-супрессор опухоли». Clin Cancer Res. 10 (9): 2905–2907. Дои:10.1158 / 1078-0432.CCR-04-0644. PMID  15131023. Получено 5 октября 2012.
  9. ^ Гранд, Р. Дж. А. (1987-01-01). «Структура и функции белков ранней области 1 аденовируса». Биохимический журнал. 241 (1): 25–38. Дои:10.1042 / bj2410025. ISSN  0264-6021.
  10. ^ "Страница E1A Аденовируса 5". publish.uwo.ca. Получено 2020-10-22.
  11. ^ Spindler, K. R .; Eng, C. Y .; Берк, А. Дж. (1985-03-01). «Белок ранней области 1А аденовируса необходим для максимальной репликации вирусной ДНК в человеческих клетках с задержкой роста». Журнал вирусологии. 53 (3): 742–750. ISSN  0022-538X. PMID  3973965.
  12. ^ Hayes, B.W .; Теллинг, Г. Ц .; Мят, М. М .; Уильямс, Дж. Ф .; Флинт, С. Дж. (1 июня 1990 г.). «100-килодальтонный белок аденовируса L4 необходим для эффективной трансляции поздних видов мРНК вируса». Журнал вирусологии. 64 (6): 2732–2742. ISSN  0022-538X. PMID  2335816.
  13. ^ Куэста, Рафаэль; Си Цяорань; Шнайдер, Роберт Дж. (2000-07-03). «Специфическая трансляция аденовируса путем вытеснения киназы Mnk1 из комплекса кэп-инициация eIF4F». Журнал EMBO. 19 (13): 3465–3474. Дои:10.1093 / emboj / 19.13.3465. ISSN  0261-4189. ЧВК  313943. PMID  10880459.
  14. ^ Пелка, Петр; Ablack, Jailal N.G .; Fonseca, Gregory J .; Юсеф, Ахмед Ф .; Мымрик, Джо С. (1 августа 2008 г.). "Внутреннее структурное нарушение в аденовирусе E1A: вирусный молекулярный центр, связывающий множество различных процессов". Журнал вирусологии. 82 (15): 7252–7263. Дои:10.1128 / JVI.00104-08. ISSN  0022-538X. PMID  18385237.
  15. ^ Ферреон, Жозефина С .; Мартинес-Ямут, Мария А .; Дайсон, Х. Джейн; Райт, Питер Э. (11 августа 2009 г.). «Структурная основа для подрыва механизмов клеточного контроля аденовирусным онкобелком E1A». Труды Национальной академии наук. 106 (32): 13260–13265. Дои:10.1073 / pnas.0906770106. ISSN  0027-8424. PMID  19651603.
  16. ^ а б Крисостомо, Леандро; Сориано, Андреа Мишель; Фрост, Жасмин Рэй; Олануби, Оладунни; Мендес, Меган; Пелка, Петр (декабрь 2017). «Влияние С-конца E1A на репликативный цикл аденовируса». Вирусы. 9 (12): 387. Дои:10.3390 / v9120387. ЧВК  5744161. PMID  29257057.
  17. ^ Олануби, Оладунни; Фрост, Жасмин Рэй; Радко, Санди; Пелка, Петр (15.04.2017). Бэнкс, Лоуренс (ред.). «Подавление передачи сигналов интерферона типа I с помощью E1A через RuvBL1 / Pontin». Журнал вирусологии. 91 (8): e02484–16, e02484–16. Дои:10.1128 / JVI.02484-16. ISSN  0022-538X.
  18. ^ Фрост, Жасмин Рэй; Олануби, Оладунни; Ченг, Стивен Ка-Хон; Сориано, Андреа; Кризостомо, Леандро; Лопес, Аленни; Пелка, Петр (январь 2017). «Взаимодействие аденовируса E1A с белком млекопитающих Ku70 / XRCC6». Вирусология. 500: 11–21. Дои:10.1016 / j.virol.2016.10.004.
  19. ^ Бейли, ул. Mymryk, Js (1994-09-01). «БЕЛКИ И ТРАНСФОРМАЦИЯ АДЕНОВИРУСА E1A (ОБЗОР)». Международный журнал онкологии. 5 (3): 425–444. Дои:10.3892 / ijo.5.3.425. ISSN  1019-6439.
  20. ^ Феррари, Роберто; Пеллегрини, Маттео; Хорвиц, Грегори А .; Се, Вэй; Берк, Арнольд Дж .; Курдистани, Сиаваш К. (22 августа 2008 г.). «Эпигенетическое репрограммирование аденовирусом e1a». Наука. 321 (5892): 1086–1088. Дои:10.1126 / science.1155546. ISSN  0036-8075. PMID  18719284.
  21. ^ Хендрикс, Родинде; Стичлинг, Николь; Koelen, Jorien; Курык, Лукаш; Липец, Агнешка; Гребер, Урс Ф. (апрель 2014 г.). «Врожденный иммунитет к аденовирусу». Генная терапия человека. 25 (4): 265–284. Дои:10.1089 / гл.2014.001. ISSN  1557-7422. ЧВК  3996939. PMID  24512150.

внешняя ссылка