WikiDer > Rev (ВИЧ)

Rev (HIV)
Анти-репрессивный трансактиватор, белок REV
Идентификаторы
СимволREV
PfamPF00424
ИнтерПроIPR000625
SCOP2484d / Объем / СУПФАМ

Rev трансактивирующий белок это важно для регулирования ВИЧ-1 (и другие лентивирусный) экспрессия белка. А сигнал ядерной локализации закодирован в rev ген, который позволяет белку Rev быть локализованным в ядро, где участвует в экспорте несвязанных и не полностью соединенных мРНК. В отсутствие Rev мРНК поздних (структурных) генов ВИЧ-1 сохраняются в ядре, предотвращая их трансляцию.

История

Было обнаружено, что новый белок участвует в трансляции кляп и env мРНК. Неизвестный белок функционировал путем устранения репрессии регуляторных последовательностей и был назван Art (антирепрессивный трансактиватор).[1] Более поздние исследования показали, что белок участвует в регуляции Сплайсинг РНК механизм. Поэтому название белка было изменено с Art на Trs (трансрегулятор сплайсинга).[2] Самые последние исследования показали, что белок выполняет несколько функций в регуляции белков ВИЧ-1, и его название было изменено на Rev (регулятор экспрессии белков вириона), что в более общем плане описывает его функцию.[3]

Структура

Rev - это 13-кДа белок[4] который состоит из 116 аминокислоты.[5] Последовательность Rev содержит два конкретных домена, которые способствуют его ядерному импорту и экспорту. Белок обычно выполняет свою функцию тетрамера.

Мотив, богатый аргинином

В N-концевой область Rev содержит последовательность, богатую аргинином. Мотив, богатый аргинином (ARM), расположен между аминокислоты 38–49 из rev ген[6] и образует альфа-спиральную вторичная структура.[7] ARM представляет собой высокоспецифичную последовательность, которая обеспечивает мультимеризацию белков Rev до связывания РНК. Одно замещение основания изменяет способность Rev образовывать тетрамер.[8] Богатый аргинином домен Rev взаимодействует с Rev-связывающим элементом (RBE), который является частью Элемент ответа на ВИЧ Rev (RRE) расположен в интрон ниже по течению env ген.[9] Домен также содержит сигнал ядерной локализации.[10]

Домен ревактивации (сигнал ядерного экспорта)

Rev’s сигнал ядерного экспорта находится в остатках 71–82[11] из C-терминал область, край[12] и является лейцин-богатые.[13] Связывание Rev с вирусными РНК, содержащими RRE, позволяет экспортировать мРНК из ядра в цитоплазма по механизму, отличному от клеточных мРНК.

Функция

Регуляторные белки ВИЧ-1 (включая Rev) транслируются из полностью процессированных транскриптов мРНК, в то время как структурные белки транслируются из не полностью сплайсированных транскриптов. Полностью склеенные стенограммы экспортируются из ядро к цитоплазма по тому же механизму, что и клеточная мРНК. Однако Rev необходим для экспорта не полностью сплайсированных мРНК, чтобы продуцировать структурные белки вируса.

Локализация Rev в ядре

Богатый аргинином домен белка Rev, содержащий сигнал ядерной локализации (NLS), позволяет Rev войти в ядро. Для входа требуется привязка между Rev multimer, Ран-GDP, и импортин-β (фактор ядерного переноса).[14] Rev NLS очень похожа на последовательность сайта связывания импортина-β, присутствующего в импортине-α,[15] который позволяет взаимодействовать между Rev и importin-β. NLS перекрывается с последовательностью, необходимой для связывания РНК.[16] Это предотвращает противодействие NLS экспорту транскриптов мРНК, содержащих RRE.

Привязка Rev к RRE

Элемент отклика оборотов (RRE) представляет собой последовательность из 240 пар оснований, расположенную во втором интрон из ВИЧ-1 геном, сразу после env ген.[17] RRE остается функциональным при перемещении, но должен оставаться в той же ориентации (не может быть инвертирован). RRE удерживается не полностью обработанными транскриптами мРНК. Вторичная структура RRE образует восемь стеблей-петель. Rev первоначально связывается с богатой пуринами стеблевой петлей IIB,[18] затем связывается со вторичным сайтом в петле I стебля.[19]

Последовательность RRE СНГ-действует, и это необходимо для достижения высокого уровня env мРНК в цитоплазме.[20] RRE также способствует мультимеризации белков Rev, которые необходимы для связывания и функционирования Rev.[21] Белок Rev связывает несращенные кляп и pol расшифровки и не полностью склеенные env, vif, впр и впу транскрипты в RRE, облегчая экспорт в цитоплазму.[22]

Геномный экспорт из ядра

Rev постоянно перемещается между цитоплазма и ядро. Перевозка Rev регулируется его сигнал ядерной локализации и это сигнал ядерного экспорта. Как только Рев окажется внутри ядро, Ran-GDP равно фосфорилированный в Ran-GTP, вызывая разборку комплекса импорта. После разборки Rev’s NES образует новый комплекс с CRM1 (экспорт-1) и Ран-GTP в последовательности RRE в не полностью сплайсированных транскриптах. После сборки комплекса интрон-содержащие РНК экспортируются из ядро в цитоплазма.[23] Как только пре-мРНК оказываются в цитоплазме, Rev диссоциирует, обнажая NLS.[24] Открытие NLS позволяет Rev взаимодействовать с импортин-β, чтобы переместить Rev обратно в ядро.

Rev-направленный экспорт вирусных РНК аналогичен механизму, с помощью которого мяРНК и пятерки рРНК экспортируются, в отличие от механизма экспорта клеточных мРНК. Rev способен облегчить экспорт транскриптов пре-мРНК, которые в противном случае обычно оставались бы в ядро, предполагая, что Rev NES преобладает над удержанием ядер.[25]

Регуляция экспрессии гена ВИЧ

Rev действует посттранскрипционно, положительно регулируя экспрессию структурных генов и отрицательно регулируя экспрессию регуляторные гены. Rev положительно регулирует выражение кляп, pol, и окр. Rev-опосредованный экспорт из ядра увеличивает цитоплазматические уровни структурных мРНК (кляп, pol, и env).[26] Кляп, pol и env выражение ниже в отсутствие Rev и выше в присутствии Rev.[27] Rev отрицательно регулирует экспрессию регуляторных генов (rev и тат) путем создания негативный отзыв петля, регулирующая выпуск Rev. Производство Rev снижается, когда уровни белка Rev выше, чем необходимо для данного количества ВИЧ-1 геном закодировано. Rev также уменьшает количество полностью сплайсированных вирусных сообщений, экспрессируемых путем экспорта пре-мРНК, прежде чем она может быть сплайсирована. Это приводит к снижению экспрессии регуляторных белков Rev и Tat. Поскольку Rev постоянно курсирует между ядро и цитоплазма, небольшое количество белка может повлиять на многие мРНК стенограммы. Поддержание надлежащего баланса между количеством ранних и поздних вирусных генов приводит к общему увеличению вирион производство.[28]

Переход от ранней к поздней фазе генов ВИЧ-1

ВИЧ-1 гены выражаются либо полностью сращенными РНК или из интрон-содержащей РНК. Экспорт полностью сварных мРНК (рано, регуляторные гены) происходит таким же образом, как и нормальный экспорт клеточных мРНК. С другой стороны, несплайсированные и не полностью сплайсированные мРНК, которые кодируют поздние структурные белки, являются Rev-зависимыми. Белок Rev экспрессируется как ранний ген из полностью сплайсированных транскриптов, поэтому экспрессия структурных белков поздней фазы не может происходить до тех пор, пока не будет произведено начальное количество Rev.[29]

Rev как мишень для противовирусной терапии

Поскольку Rev абсолютно необходим для репликации ВИЧ-1 и экспрессируется на ранней стадии инфекции, было высказано предположение, что Rev является хорошей мишенью для противовирусной терапии.

Лептомицин B (LMB) связывается с CRM1, что предотвращает образование комплекса, необходимого для экспорта (CRM1 / NES / RanGTP / RRE), и в конечном итоге снижает продукцию не полностью сплайсированных РНК.[30][31] Следовательно, структурные белки, необходимые для вирион сборки, не производятся.

Было показано, что различные органические соединения обладают способностью воздействовать на взаимодействие Rev / RRE. Неомицин B, дифенилфуран катион, и профлавин представляют собой небольшие молекулы, которые могут препятствовать связыванию Rev с последовательностью RRE.[32][33][34] Если Rev неспособен связываться с RRE на пре-мРНК, РНК не будет экспортирован в цитоплазма, что также приводит к отсутствию необходимых структурных белков.

Другие методы лечения нацелены на сам белок Rev, поскольку он является важным компонентом ВИЧ-1 инфекционное заболевание. M10 - видоизмененная форма Rev и имеет единственный аминокислота замена (Аспарагиновая кислота к Лейцин). В случае доставки в ячейки Rev M10 будет конкурировать с дикого типа Белок Rev для сайта связывания RRE и, следовательно, снижает нормальные клеточные функции Rev.[35]

Дигидровальтрат был также идентифицирован как конгенер, ингибирующий экспорт Rev.

Рекомендации

  1. ^ Содроски Дж., Го В. К., Розен С., Дейтон А., Тервиллигер Е., Хазелтин В. (май 1986 г.). «Второй посттранскрипционный ген трансактиватора, необходимый для репликации HTLV-III». Природа. 321 (6068): 412–7. Bibcode:1986Натура.321..412С. Дои:10.1038 / 321412a0. PMID 3012355.
  2. ^ Файнберг МБ, Джарретт Р.Ф., Альдовини А., Галло Р.К., Вонг-Стаал Ф. (сентябрь 1986 г.). «Экспрессия и продукция HTLV-III включают сложную регуляцию на уровнях сплайсинга и трансляции вирусной РНК». Клетка. 46 (6): 807–17. Дои:10.1016/0092-8674(86)90062-0. PMID 3638988.
  3. ^ Галло Р., Вонг-Стаал Ф, Монтанье Л., Хазельтин В.А., Йошида М. (июнь 1988 г.). «Номенклатура генов ВИЧ / HTLV». Природа. 333 (6173): 504. Bibcode:1988Натура.333..504Г. Дои:10.1038 / 333504a0. PMID 2836736.
  4. ^ Кокрейн А., Крамер Р., Рубен С., Левин Дж., Розен, Калифорния (июль 1989 г.). «Белок rev вируса иммунодефицита человека - это ядерный фосфопротеин». Вирусология. 171 (1): 264–6. Дои:10.1016/0042-6822(89)90535-7. PMID 2741343.
  5. ^ Сурендран Р., Герман П., Ченг З., Дейли Т.Дж., Чинг Ли Дж. (Март 2004 г.). «Самосборка HIV Rev связана с переходом расплавленной глобулы в компактную структуру». Биофизическая химия. 108 (1–3): 101–19. Дои:10.1016 / j.bpc.2003.10.013. PMID 15043924.
  6. ^ Кьемс Дж., Калнан Б.Дж., Франкель А.Д., Шарп, Пенсильвания (март 1992 г.). «Специфическое связывание основного пептида из ВИЧ-1 Rev». Журнал EMBO. 11 (3): 1119–29. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1992.tb05152.x. ЧВК 556554. PMID 1547776.
  7. ^ Надежда TJ (май 1999 г.). «Все входы и выходы HIV Rev». Архивы биохимии и биофизики. 365 (2): 186–91. Дои:10.1006 / abbi.1999.1207. PMID 10328811.
  8. ^ Зэпп М.Л., Хоуп Т.Дж., Парслоу Т.Г., Грин М.Р. (сентябрь 1991 г.). «Олигомеризация и РНК-связывающие домены белка Rev вируса иммунодефицита человека 1 типа: двойная функция для богатого аргинином связывающего мотива». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 88 (17): 7734–8. Bibcode:1991PNAS ... 88.7734Z. Дои:10.1073 / пнас.88.17.7734. ЧВК 52377. PMID 1715576.
  9. ^ Сурендран Р., Герман П., Ченг З., Дейли Т.Дж., Чинг Ли Дж. (Март 2004 г.). «Самосборка HIV Rev связана с переходом из расплавленной глобулы в компактную структуру». Биофизическая химия. 108 (1–3): 101–19. Дои:10.1016 / j.bpc.2003.10.013. PMID 15043924.
  10. ^ Изаурральде Э., Адам С. (апрель 1998 г.). «Транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой». РНК. 4 (4): 351–64. ЧВК 1369623. PMID 9630243.
  11. ^ Малим М. Х., Маккарн Д. Ф., Тили Л. С., Каллен Б. Р. (август 1991 г.). «Мутационное определение домена активации вируса иммунодефицита человека типа 1 Rev». Журнал вирусологии. 65 (8): 4248–54. Дои:10.1128 / JVI.65.8.4248-4254.1991. ЧВК 248862. PMID 2072452.
  12. ^ Meyer BE, Meinkoth JL, Malim MH (апрель 1996 г.). "Ядерный транспорт вируса иммунодефицита человека типа 1, вируса висна и Rev белков вируса инфекционной анемии лошадей: идентификация семейства передаваемых сигналов ядерного экспорта". Журнал вирусологии. 70 (4): 2350–9. Дои:10.1128 / JVI.70.4.2350-2359.1996. ЧВК 190077. PMID 8642662.
  13. ^ Форнерод М., Оно М., Йошида М., Маттай И.В. (сентябрь 1997 г.). «CRM1 - это рецептор экспорта для сигналов ядерного экспорта, богатых лейцином». Клетка. 90 (6): 1051–60. Дои:10.1016 / s0092-8674 (00) 80371-2. PMID 9323133.
  14. ^ Pollard VW, Malim MH (октябрь 1998 г.). «Белок HIV-1 Rev». Ежегодный обзор микробиологии. 52 (1): 491–532. Дои:10.1146 / annurev.micro.52.1.491. PMID 9891806.
  15. ^ Гёрлих Д., Хенкляйн П., Ласки Р.А., Хартманн Э. (апрель 1996 г.). «Мотив из 41 аминокислоты в импортине-альфа обеспечивает связывание с импортином-бета и, следовательно, транзит в ядро». Журнал EMBO. 15 (8): 1810–7. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1996.tb00530.x. ЧВК 450097. PMID 8617226.
  16. ^ Кубота С., Сиоми Х., Сато Т., Эндо С., Маки М., Хатанака М. (август 1989 г.). «Функциональное сходство белков HIV-I rev и HTLV-I rex: идентификация нового нацеленного на ядрышко сигнала в белке rev». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 162 (3): 963–70. Дои:10.1016 / 0006-291x (89) 90767-5. PMID 2788417.
  17. ^ Hadzopoulou-Cladaras M, Felber BK, Cladaras C, Athanassopoulos A, Tse A, Pavlakis GN (март 1989 г.). «Белок rev (trs / art) вируса иммунодефицита человека типа 1 влияет на вирусную мРНК и экспрессию белка через цис-действующую последовательность в области env». Журнал вирусологии. 63 (3): 1265–74. Дои:10.1128 / JVI.63.3.1265-1274.1989. ЧВК 247823. PMID 2783738.
  18. ^ Накатани К., Хори С., Гото Ю., Кобори А., Хагихара С. (август 2006 г.). «Оценка неправильного связывания лигандов в качестве ингибиторов взаимодействия Rev-RRE». Биоорганическая и медицинская химия. 14 (15): 5384–8. Дои:10.1016 / j.bmc.2006.03.038. PMID 16603366.
  19. ^ Догерти, доктор медицины, Д'Орсо I, Франкель А.Д. (сентябрь 2008 г.). «Решение ограниченной геномной способности: использование адаптируемых поверхностей связывания для сборки функционального олигомера HIV Rev на РНК». Молекулярная клетка. 31 (6): 824–34. Дои:10.1016 / j.molcel.2008.07.016. ЧВК 2651398. PMID 18922466.
  20. ^ Хаммаршельд М.Л., Хеймер Дж., Хаммаршельд Б., Сангван И., Альберт Л., Рекош Д. (май 1989 г.). «Регулирование экспрессии вируса иммунодефицита человека env с помощью продукта гена rev». Журнал вирусологии. 63 (5): 1959–66. Дои:10.1128 / JVI.63.5.1959-1966.1989. ЧВК 250609. PMID 2704072.
  21. ^ Зэпп М.Л., Хоуп Т.Дж., Парслоу Т.Г., Грин М.Р. (сентябрь 1991 г.). «Олигомеризация и РНК-связывающие домены белка Rev вируса иммунодефицита человека 1 типа: двойная функция для богатого аргинином связывающего мотива». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 88 (17): 7734–8. Bibcode:1991PNAS ... 88.7734Z. Дои:10.1073 / пнас.88.17.7734. ЧВК 52377. PMID 1715576.
  22. ^ Фаваро Дж. П., Борг К. Т., Арриго С. Дж., Шмидт М. Г. (сентябрь 1998 г.). «Влияние Rev на внутриядерную локализацию неспецифической РНК ВИЧ-1». Вирусология. 249 (2): 286–96. Дои:10.1006 / viro.1998.9312. PMID 9791020.
  23. ^ Надежда TJ (май 1997 г.). «Экспорт вирусной РНК». Химия и биология. 4 (5): 335–44. Дои:10.1016 / с1074-5521 (97) 90124-1. PMID 9195877.
  24. ^ Кубота С., Сиоми Х., Сато Т., Эндо С., Маки М., Хатанака М. (август 1989 г.). «Функциональное сходство белков HIV-I rev и HTLV-I rex: идентификация нового нацеленного на ядрышко сигнала в белке rev». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 162 (3): 963–70. Дои:10.1016 / 0006-291x (89) 90767-5. PMID 2788417.
  25. ^ Fischer U, Huber J, Boelens WC, Mattaj IW, Lührmann R (август 1995 г.). «Домен активации HIV-1 Rev - это сигнал ядерного экспорта, который обращается к пути экспорта, используемому специфическими клеточными РНК». Клетка. 82 (3): 475–83. Дои:10.1016/0092-8674(95)90436-0. PMID 7543368.
  26. ^ Файнберг МБ, Джарретт Р.Ф., Альдовини А., Галло Р.К., Вонг-Стаал Ф. (сентябрь 1986 г.). «Экспрессия и продукция HTLV-III включают сложную регуляцию на уровнях сплайсинга и трансляции вирусной РНК». Клетка. 46 (6): 807–17. Дои:10.1016/0092-8674(86)90062-0. PMID 3638988.
  27. ^ Hadzopoulou-Cladaras M, Felber BK, Cladaras C, Athanassopoulos A, Tse A, Pavlakis GN (март 1989 г.). «Белок rev (trs / art) вируса иммунодефицита человека типа 1 влияет на вирусную мРНК и экспрессию белка через цис-действующую последовательность в области env». Журнал вирусологии. 63 (3): 1265–74. Дои:10.1128 / JVI.63.3.1265-1274.1989. ЧВК 247823. PMID 2783738.
  28. ^ Надежда TJ (май 1999 г.). «Все входы и выходы HIV Rev». Архивы биохимии и биофизики. 365 (2): 186–91. Дои:10.1006 / abbi.1999.1207. PMID 10328811.
  29. ^ Фелбер Б.К., Дрисдейл С.М., Павлакис Г.Н. (август 1990 г.). «Обратная регуляция экспрессии вируса иммунодефицита человека типа 1 белком Rev». Журнал вирусологии. 64 (8): 3734–41. Дои:10.1128 / JVI.64.8.3734-3741.1990. ЧВК 249668. PMID 2196381.
  30. ^ Форнерод М., Оно М., Йошида М., Маттай И.В. (сентябрь 1997 г.). «CRM1 - это рецептор экспорта для сигналов ядерного экспорта, богатых лейцином». Клетка. 90 (6): 1051–60. Дои:10.1016 / s0092-8674 (00) 80371-2. PMID 9323133.
  31. ^ Xiao G, Kumar A, Li K, Rigl CT, Bajic M, Davis TM, et al. (Май 2001 г.). «Ингибирование образования комплекса HIV-1 rev-RRE неконденсированными ароматическими катионами». Биоорганическая и медицинская химия. 9 (5): 1097–113. Дои:10.1016 / s0968-0896 (00) 00344-8. PMID 11377168.
  32. ^ Баба М (2004). «Ингибиторы экспрессии и транскрипции гена ВИЧ-1». Актуальные темы медицинской химии. 4 (9): 871–82. Дои:10.2174/1568026043388466. PMID 15134546.
  33. ^ ДеДжонг ES, Чанг CE, Гилсон MK, Марино JP (июль 2003 г.). «Профлавин действует как ингибитор Rev, воздействуя на высокоаффинный сайт связывания Rev отвечающего Rev элемента ВИЧ-1». Биохимия. 42 (26): 8035–46. Дои:10.1021 / bi034252z. PMID 12834355.
  34. ^ Xiao G, Kumar A, Li K, Rigl CT, Bajic M, Davis TM, et al. (Май 2001 г.). «Ингибирование образования комплекса HIV-1 rev-RRE неконденсированными ароматическими катионами». Биоорганическая и медицинская химия. 9 (5): 1097–113. Дои:10.1016 / s0968-0896 (00) 00344-8. PMID 11377168.
  35. ^ Плавец И., Агарвал М., Хо К.Э., Пинеда М., Аутен Дж., Бейкер Дж. И др. (Февраль 1997 г.). «Высокие уровни трансдоминантного белка RevM10 необходимы для подавления репликации ВИЧ-1 в клеточных линиях и первичных Т-клетках: значение для генной терапии СПИДа». Генная терапия. 4 (2): 128–39. Дои:10.1038 / sj.gt.3300369. PMID 9081703.