4 APOBEC, Cytidine deaminases Cytidiinideaminaasien perhe
A3G, A3F, A3B
Cytosiinista (C) tulee deaminaatiossa urasiili (U)
4.1. Solun sytidiinideaminaasi tekee hypermutaatioita G-A
Isäntäsolut ovat kehittäneet myös lisämekanismeja suojautuakseen viruksilta- edellä mainitujen Fv1 ja TRIM5alfa lisäksi.
- Seuraavaksi tärkein on sellainen blokki, joka käsittää nukleiinihappojen editoimista käänteiskopioinnin aikana. ( DNA ja RNA ovat nukleiinihappoja). Jo kauan aikaa sitten on havaittu, että retrovirukset sisältävät suuren frekvenssin G-A transitioita (hypermutaatioita). Muutamissa HIV-1 kannoissa yli 60 % kaikista guanidiineista (G) korvautui adeniineilla (A). Aiemmin arveltiin, että tämä G-A hypermutaatio olisi (error prone) käänteiskopiointientsyymille ominaista korkeaa virhetiheyttä (error rate) ja epätasapainoa solun sisältämässä dCTP-altaassa. Mutta nyt kuitenkin tiedetään, että tämä johtuu solun sytidiinideaminaasin toiminnasta.
4.1. In addition to Fv1 and TRIM5α, host cells have developed additional mechanisms to protect themselves from viral invasion. The next important block involves nucleic acid editing of viral reverse transcripts. For a long time, it had been noted that retroviruses contain a high frequency of G to A transitions. In certain strains of HIV-1, up to 60% of all guanidines (G) are replaced by adenines (A). Previously, this G to A hypermutation was attributed to the high error rate of reverse transcriptase and the imbalance in dCTP pools in cells. However, we now know that host cellular cytidine deaminases are responsible.
4.2. Antiviraalinen, inhibitorinen faktori A3G, A3F, A3B löytyy. Samansuuntaisesti on havaittu, että mutantti HIV-1, jolta puuttuu viruksen infektiivisyysfaktori ( viral infectivity factor) Vif ( HIV-1deltaVif), pystyy replikoitumaan vain tietyissä (sallivissa) T-soluissa, joita sanotaan ”permissiivisiksi” soluiksi (replikaation salliviksi). Mutta muissa non-permissiivisissä soluissa vain wt ( wild type) HIV-1 (eikä HIV-1 delta Vif) saattaa lisääntyä. Koska permissiivisten ja non-permissiivisten solujen välinen heterokaryon ei tue HIV-1deltaVif replikaatiota, on olemassa jokin dominantti inhibiittori näissä non-permissiivisissä soluissa. Non-permissiivisten CEM ja permissiivisten CEM-SS T-solujen kloonaustutkimuksissa pystyttiin identifioimaan inhibitorinen faktori ihmisen A3G (hA3G) proteiinina. Myöhemmin löydettiin sen lähisukulainen hA3F ja heikompi hA3B, joilla löydettiin samanlaista antiviraalia aktiviteettia.
4.2. In parallel, mutant HIV-1 lacking the viral infectivity factor (Vif) (HIV-1ΔVif) can only replicate in certain T cell lines, which are called "permissive" cells. In other "non-permissive" cells, only wild type HIV-1 but not HIV-1ΔVif can replicate. Because heterokaryons between permissive and non-permissive cells do not support the replication of HIV-1ΔVif, there exists a dominant inhibitor in these non-permissive cells. By subtractive cloning between non-permissive CEM and permissive CEM-SS T cells, the inhibitory factor was identified as the human A3G (hA3G) protein. Later, its close relatives hA3F, and to a lesser degree, hA3B, were found to possess similar anti-viral activities.
4.3. APOBEC perheen 10 proteiinia deaminoi nukleiinihappoa sytoplasmassa.
- APOBEC perheessä on 10 proteiinia ja niihin kuuluu perustavana jäsenenä APOBEC1 (A1) ja aktivaation indusoima deaminaasi (AID). Niillä on yksi tai kaksi sinkkiä (Zn++) sitovaa deaminaasimotiivia consensussekvenssissään His-X-Glu-X23-28-Pro-Cys-X2-4-Cys ( missä X on mikä tahansa aminohappo). APOBEC1 ja AID omaavat yhden sinkkiä (Zn++) sitovan segmentin. hA3F ja fA3G omaavat kaksi sinkkiä ( Zn++) sitovaa segmenttiä. Ne pystyvät kohdentamaan cytosiineihin (C) ja muuntamaan niitä urasiileiksi (U), mikä tekee C-U-transition DNA-templaatissa tai RNA-templaatissa ( esim A1) . Kun syntetisoituu sekundäärinen säie DNA:a nämä C-U transitiot editoidaan silloin G-A emäsparina. Esimerkiksi jos C6666 muuttuu U6666:ksi, A1 tuottaa stop-kodonin asemaan 6666 apolipoproteiini B100 mRNA:ssa, mikä sitten translatoidaan typistettynä (truncated) apolipoproteiini B48 (48kDa) proteiinina. AID pystyy suuntaamaan cytidiinideaminaatiota spesifisiin ”hot spot”-kohtiin aiheuttaen somaattisia hypermutaatioita ja isotyyppiluokkien vaihteita B-soluissa. hA3F ja hA3G blokeeraavat retroviraalista infektiota hematopoieettisissa soluissa. Niissä on sekvensseissään 70 % samankaltaisuus ja ne muodostavat homodimeerejä ja sekaoligomeerejä. Näiden proteiinien fysiologiset funktiot eivät ole vielä määritetyt, paitsi että hA3G myös estää soluissa eräitten hiiren mobiilien geneettisten elementtien ( retrotransposonien) liikettä. Täten ne voisivat osaltaan vaikuttaa genomin stabilisuutta.
4.3. The human APOBEC family comprises 10 proteins, among which are the founding member APOBEC1 (A1) and the activation induced deaminase (AID). They contain one (e.g. APOBEC1 and AID) or two (e.g. hA3F and hA3G) Zn++-binding deaminase motifs with the consensus sequence His-X-Glu-X23–28-Pro-Cys-X2–4-Cys (where X denotes any amino acid) .
They can target cytosines and convert them to uracils (C to U transitions) on DNA or RNA (e.g. A1) templates. During the second-strand DNA synthesis, these C to U transitions are then converted to those of G to A. For example, by changing C6666 to U6666, A1 introduces a stop codon at position 6666 into the apolipoprotein B100 mRNA, which is translated into the truncated apolipoprotein B48 (48 kDa) protein.
AID also directs the cytidine deamination at specific "hot spots" to direct somatic hypermutation and isotype class switching in B cells. hA3F and hA3G block retroviral infection in hematopoietic cells. They share overall 70% sequence similarity and form homodimers as well as mixed oligomers. Physiological functions of these proteins are not yet defined, except that hA3G also inhibits the movement of some mouse mobile genetic elements in cells. Thus, they could contribute to the stability of the genome.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar