SV40 stort T-antigen

SV40 stort T-antigen
SV40 T-helikasdomänhexamer, Simian-virus.
Identifierare
Organism	Simian virus 40
Symbol	?
UniProt	P03070
Söka efter Strukturer Schweizisk modell Domäner InterPro

SV40 stort T-antigen ( Simian Vacuolating Virus 40 TAg ) är ett hexamerprotein som är ett dominantverkande onkoprotein som härrör från polyomaviruset SV40 . TAg kan inducera malign transformation av en mängd olika celltyper. Den transformerande aktiviteten av TAg beror till stor del på dess störning av retinoblastom ( pRb ) och p53- tumörsuppressorproteiner. Dessutom binder TAg till flera andra cellulära faktorer, inklusive transkriptionskoaktivatorerna p300 och CBP , vilket kan bidra till dess transformationsfunktion. Liknande proteiner från relaterade virus är kända som stora tumörantigen i allmänhet.

TAg är en produkt av en tidig gen som transkriberas under virusinfektion av SV40 och är involverad i virusgenomreplikation och reglering av värdcellcykeln. SV40 är ett dubbelsträngat , cirkulärt DNA-virus som tillhör familjen Polyomaviridae (tidigare Papovavirus ), Orthopolyomavirus-släktet. Polyomavirus infekterar en mängd olika ryggradsdjur och orsakar solida tumörer på flera ställen. SV40 isolerades av Sweet och Maurice Hilleman 1960 i primära njurcellskulturer från apor som användes för att odla Sabin OPV.

Domäner

TAg har en CUL7 -bindande domän, en TP53 -bindande domän, ett zinkfinger och en Superfamily 3 ATPase/Helicase-domän. Den har två motiv, ett för nukleär lokaliseringssignal, det andra är LXCXE-motivet.

Mekanism

Efter att ha kommit in i cellen transkriberas de virala generna av värdcell- RNA-polymeras II för att producera tidiga mRNA . På grund av genomets relativa enkelhet är polyomavirus starkt beroende av cellen för transkription och genomreplikation . Det cis-verkande regulatoriska elementet som omger replikationsursprunget styr transkription och T-antigen styr transkription och replikation.

genomets ursprungsregion . Funktionen av T-antigen kontrolleras av fosforylering , vilket dämpar bindningen till SV40-ursprunget. Protein-protein-interaktioner mellan T-antigen och DNA-polymeras-alfa stimulerar direkt replikering av virusgenomet.

T-antigen binder och inaktiverar också tumörsuppressorproteiner (p53, p105-Rb). Detta gör att cellerna lämnar G1-fasen och går in i S-fasen, vilket främjar DNA-replikation .

SV40-genomet är mycket litet och kodar inte för all information som behövs för DNA-replikation. Därför är det väsentligt för värdcellen att gå in i S-fasen , när cell-DNA och det virala genomet replikeras tillsammans. Därför, förutom att öka transkriptionen, är en annan funktion av T-antigen att förändra den cellulära miljön för att tillåta virusgenomreplikation.

Nukleär lokaliseringssignal

SV40 stora T-antigenet har använts som ett modellprotein för att studera nukleära lokaliseringssignaler ( NLS). Det importeras in i kärnan genom dess interaktion med importin α . NLS-sekvensen är PKKKRKV.

Interaktion med pRb via LXCXE-motivet

SV40 stora TAg, andra polyomavirus stora T-antigener, adenovirus Ela-proteiner och onkogena humana papillomvirus E7-proteiner delar ett strukturellt motiv som kodar för en pRb -bindande domän med hög affinitet. Ett diagnostiskt mönster för en pRb-bindande domän med hög affinitet förfinades med användning av ett artificiell intelligens -mönsterinduktionsprogram som kördes på en massivt parallell superdator ( Anslutningsmaskin -2). Motivet kännetecknas av en Asp- , Asn- eller Thr -rest följt av tre invarianta aminosyror, varvat med icke-konserverade aminosyror (betecknas med x, där x inte kan vara en Lys- eller Arg -rest). En negativt laddad region följer ofta karboxiterminal till den pRb-bindande domänen.

{ Asp / Asn / Thr } – Leu – x – Cys – x – Glu – x – ... {negativt laddat område}

Hydrofoba och elektrostatiska egenskaper är mycket bevarade i detta motiv. Till exempel inträffar ett lokalt hydrofobicitetsmaximum i närheten av den invarianta Leu- resten. En negativ nettoladdning uppträder inom 3 rester aminoterminalt till den invarianta Leu -resten; vidare finns inte positivt laddade aminosyror ( Lys eller Arg ) inom Leu – x – Cys – x – Glu -sekvensen, inte heller i de positioner som omedelbart flankerar denna sekvens. Det pRb-bindande motivet och den negativt laddade regionen matchar ett segment av SV40 TAg som börjar vid rest 102 och slutar vid rest 115 som visas nedan:

– Asn – Leu – Phe – Cys – Ser – Glu – Glu – Met – Pro – Ser – Ser – Asp – Asp – Glu –

Funktionella studier av TAg-proteiner som bär mutationer inom detta segment (aminosyrapositioner 106 till 114 inklusive) visar att vissa skadliga mutationer upphäver malign transformerande aktivitet. Till exempel avskaffar mutation av det invarianta Glu vid position 107 till Lys -107 fullständigt transformerande aktivitet. Skadliga mutationer inom detta segment (aminosyrapositionerna 105 till 114 inklusive) försämrar också bindningen av den mutanta TAg-proteinarten till pRb , vilket innebär en korrelation mellan transformerande aktivitet och förmågan hos TAg att binda pRb. En detaljerad datoriserad bioinformatikanalys , såväl som en röntgenkristallografistudie, har visat den biofysiska grunden för interaktionen mellan denna region av TAg och pRb. TAg-resterna 103 till 109 bildar en förlängd slingstruktur som binder tätt i ett ytspår av pRb. I kristallstrukturen Leu -103 placerad så att den gör van der Waals- kontakter med de hydrofoba sidokedjorna av Val -714 och Leu -769 i pRb. Ett antal vätebindningar stabiliserar också TAg-pRb-komplexet. Till exempel bildar sidokedjan av Glu-107 vätebindningar genom att acceptera väten från huvudkedjans amidgrupper av Phe -721 och Lys -722 i pRb. Mutationen av Glu -107 till Lys -107 förväntas resultera i förlust av dessa vätebindningar. Vidare skulle sidokedjan av Lys -107 sannolikt ha energetiskt ogynnsamma interaktioner med amiden av Phe -721 eller Lys -722, vilket destabiliserar komplexet.

Starka experimentella bevis bekräftar att positivt laddade aminosyror ( Lys eller Arg ) signifikant försvagar bindningsinteraktionen med pRB när de placeras i närheten av Leu – x – Cys – x – Glu - sekvensen. Detta beror sannolikt på det faktum att bindningsytan på pRb har sex lysinrester, som tenderar att stöta bort positiva rester inom eller flankerande Leu - x - Cys - x - Glu - sekvensen.

Notera att de onkogena humana papillomvirus (HPV)-stammarna med högst risk (16, 18, 31, 45) kodar för E7-proteiner med högaffinitets-pRb-bindande domäner som matchar det diagnostiska mönstret ovan.