Мембранный слитый белок
Мембранные слитые белки (не путать с химерными или слитыми белками ) — это белки, вызывающие слияние биологических мембран . Слияние мембран имеет решающее значение для многих биологических процессов, особенно при развитии эукариот и проникновении вирусов . Гибридные белки могут происходить из генов, кодируемых вирусами с инфекционной оболочкой , древними ретровирусами, интегрированными в геном хозяина, [1] или исключительно геномом хозяина. [2] Посттранскрипционные модификации, вносимые хозяином в слитые белки, а именно добавление и модификация гликанов и ацетильных групп , могут радикально повлиять на фузогенность (способность сливаться). [3]
Слияние у эукариот
[ редактировать ]Геномы эукариот содержат несколько семейств генов хозяина и вирусного происхождения , которые кодируют продукты, участвующие в слиянии мембран. В то время как взрослые соматические клетки обычно не подвергаются слиянию мембран в нормальных условиях, гаметы и эмбриональные клетки следуют путям развития, чтобы не спонтанно управлять слиянием мембран, например, при формировании плаценты , образовании синцитиотрофобластов и развитии нервной системы . Пути слияния также участвуют в развитии тканей опорно-двигательного аппарата и нервной системы . События слияния везикул , участвующие в транспортировке нейротрансмиттеров, также зависят от каталитической активности слитых белков.
Семейство SNARE включает настоящие эукариотические слитые белки. Они встречаются только у эукариот и их ближайших архейных родственников, таких как Heimdallarchaeota . [4]
Ретровирусный
[ редактировать ]Эти белки происходят из env гена эндогенных ретровирусов . Это одомашненные слитые белки вирусного класса I.
Семейство HAP2
[ редактировать ]HAP2 — это одомашненный слитый белок вирусного класса II, обнаруженный у различных эукариот, включая токсоплазму , сосудистые растения и плодовых мух. Этот белок необходим для слияния гамет у этих организмов. [5]
Патогенный вирусный слияние
[ редактировать ]Вирусы с оболочкой легко преодолевают термодинамический барьер слияния двух плазматических мембран, сохраняя кинетическую энергию в слитых (F) белках. F-белки могут независимо экспрессироваться на поверхности клеток-хозяев, что может либо (1) заставить инфицированную клетку слиться с соседними клетками, образуя синцитий , либо (2) включиться в почкующийся вирион из инфицированной клетки, что приводит к полному освобождению. плазматической мембраны клетки-хозяина. Некоторые F-компоненты управляют исключительно слиянием, в то время как подмножество F-белков может взаимодействовать с факторами хозяина . Существует четыре группы слитых белков, классифицированных по их структуре и механизму слияния. [6]
Класс I
[ редактировать ]Слитые белки класса I вируса гриппа напоминают гемагглютинин по своей структуре . После слияния активный центр имеет тример α-спиральных спиральных спиралей. Связывающий домен богат α-спиралями и гидрофобными слитыми пептидами, расположенными вблизи N-конца. Изменение конформации слияния часто можно контролировать с помощью pH. [7] [8]
Класс II
[ редактировать ]Белки класса II доминируют в β-листах, а каталитические центры локализованы в центральной области. Пептидные области, необходимые для слияния, образуются из витков между β-листами. [7] [8]
Класс III
[ редактировать ]Гибридные белки класса III отличаются от I и II. Обычно они состоят из 5 структурных доменов, причем домены 1 и 2, локализованные на С-конце, часто содержат больше β-листов, а домены 2–5, расположенные ближе к N-концевой стороне, богаче α-спиралями. В состоянии предварительного слияния более поздние домены вложены 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. [7] [8]
Класс IV
[ редактировать ]Слитые белки класса IV, более известные как ассоциированные со слиянием малые трансмембранные белки (FAST), представляют собой наименьший тип слитых белков. Они обнаружены в реовирусах , которые представляют собой вирусы без оболочки и специализируются на межклеточном слиянии, а не на слиянии вирус-клетка, образуя синцитии . Это единственные известные белки слияния мембран, обнаруженные у вирусов без оболочки. [9] [10]
Примеры
[ редактировать ]| Слитый белок | Аббревиатура | Сорт | Семейство вирусов | Примеры вирусов | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|
| Шиповый белок коронавируса | С | я | Коронавирусы | SARS-CoV , SARS-CoV-2 | [11] [12] |
| Гликопротеин вируса Эбола | врач общей практики | я | Филовириды | Заир- , Судан- эболавирусы , Марбургвирус | [6] [13] |
| Гликопротеин 41 | Gp41 | я | Ретровирусиды | ВИЧ | [6] [13] |
| Гемагглютинин | Х, ХА, ХН | я | Ортомиксовирусы , Парамиксовирусы | Вирус гриппа , вирус кори , вирус эпидемического паротита | [6] [13] |
| Белок оболочки альфавируса E1 | Е1 | II | Тогавирусиды | Вирус леса Семлики | [6] [13] |
| Белок оболочки флавивируса | И | II | Флавивирусиды | Вирус Денге , вирус Западного Нила | [6] [13] |
| Гликопротеин B герпесвируса | ГБ | III | Герпесвирусы | ВПГ-1 | [6] [14] |
| ВСВ Г | Г | III | Рабдовирусиды | Вирус везикулярного стоматита , лиссавирус бешенства | [6] [14] |
| Малый трансмембранный белок, ассоциированный со слиянием | БЫСТРЫЙ | IV | Реовирусиды | Птичий ортореовирус | [6] [10] |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Классификация вирусных слитых белков в TCDB. базе данных
- ^ Клэппер Р., Стют С., Шомейкер О., Штрассер Т., Яннинг В., Ренкавиц-Поль Р., Хольц 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. дои : 10.1016/S0925-4773(01)00567-6 . ПМИД 11744371 .
- ^ Ортега В., Стоун Дж.А., Контрерас Э.М., Иорио Р.М., Агилар ХК (январь 2019 г.). «Пристрастие к сахару: роль гликанов в отряде Mononegavirales» . Гликобиология . 29 (1): 2–21. дои : 10.1093/гликоб/cwy053 . ПМК 6291800 . ПМИД 29878112 .
- ^ Неве Э., Халифе Д., Саламин Н., Фассауэр Д. (июль 2020 г.). «Прототипические белки SNARE закодированы в геномах Heimdallarchaeota, потенциально сокращая разрыв между прокариотами и эукариотами» (PDF) . Современная биология . 30 (13): 2468–2480.e5. дои : 10.1016/j.cub.2020.04.060 . ПМИД 32442459 . S2CID 218762979 .
- ^ Федри Дж., Лю Ю., Пеау-Арноде Дж., Пей Дж., Ли В., Торторичи М.А. и др. (февраль 2017 г.). «Древняя гамета Fusogen HAP2 представляет собой слитый белок эукариот класса II» . Клетка . 168 (5): 904–915.e10. дои : 10.1016/j.cell.2017.01.024 . ПМЦ 5332557 . ПМИД 28235200 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Подбилевич, Бенджамин (11 октября 2014 г.). «Механизмы слияния вирусов и клеток». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 30 (1): 111–139. doi : 10.1146/annurev-cellbio-101512-122422 . ПМИД 25000995 .
- ^ Jump up to: а б с Бакович М., Ярдецкий Т.С. (апрель 2009 г.). «Белки, слитые с вирусными мембранами класса III» . Современное мнение в области структурной биологии . 19 (2): 189–96. дои : 10.1016/j.sbi.2009.02.012 . ПМК 3076093 . ПМИД 19356922 .
- ^ Jump up to: а б с Уайт Дж.М., Делос С.Е., Брехер М., Шорнберг К. (2008). «Структуры и механизмы слияния вирусных мембранных белков: многочисленные вариации на общую тему» . Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 43 (3): 189–219. дои : 10.1080/10409230802058320 . ПМЦ 2649671 . ПМИД 18568847 .
- ^ Шмулевиц, Майя; Дункан, Рой (1 марта 2000 г.). «Новый класс ассоциированных со слиянием малых трансмембранных (FAST) белков, кодируемых безоболочечными фузогенными реовирусами» . Журнал ЭМБО . 19 (5): 902–912. дои : 10.1093/emboj/19.5.902 . ПМК 305630 . ПМИД 10698932 .
- ^ Jump up to: а б Цехонска, Марта; Дункан, Рой (декабрь 2014 г.). «Белки FAST реовируса: кодируемые вирусом клеточные фузогены». Тенденции в микробиологии . 22 (12): 715–724. дои : 10.1016/j.tim.2014.08.005 . ПМИД 25245455 .
- ^ Ли, Фанг (29 сентября 2016 г.). «Структура, функции и эволюция шиповых белков коронавируса» . Ежегодный обзор вирусологии . 3 (1): 237–261. doi : 10.1146/annurev-virology-110615-042301 . ПМЦ 5457962 . ПМИД 27578435 .
- ^ Чжу, Чаоген; Он, Гуйюнь; Инь, Циньцинь; Цзэн, Линь; Да, Сянли; Ши, Юнчжун; Сюй, Вэй (октябрь 2021 г.). «Молекулярная биология шиповидного белка SARs-CoV-2: обзор современных знаний» . Журнал медицинской вирусологии . 93 (10): 5729–5741. дои : 10.1002/jmv.27132 . ПМК 8427004 . ПМИД 34125455 .
- ^ Jump up to: а б с д и Уайт, Джудит М.; Уиттакер, Гэри Р. (июнь 2016 г.). «Слияние вирусов с оболочкой в эндосомах» . Трафик . 17 (6): 593–614. дои : 10.1111/tra.12389 . ПМЦ 4866878 . ПМИД 26935856 .
- ^ Jump up to: а б Бакеро, Эдуард; Альбертини, Орели А.В.; Годен, Ив (август 2015 г.). «Последние механистические и структурные данные о слитых гликопротеинах вирусов класса III». Современное мнение в области структурной биологии . 33 : 52–60. дои : 10.1016/j.sbi.2015.07.011 . ПМИД 26277251 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Мембрана + слияние + белки Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)