stringtranslate.com

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

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.

Семья СНЭР

Семейство SNARE включает настоящие эукариотические слитые белки. Они встречаются только у эукариот и их ближайших архейных родственников, таких как Heimdallarchaeota . [4]

Ретровирусный

Эти белки происходят из гена env эндогенных ретровирусов . Это одомашненные слитые белки вирусного класса I.

Семейство HAP2

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

Вирусы с оболочкой легко преодолевают термодинамический барьер слияния двух плазматических мембран, сохраняя кинетическую энергию в слитых (F) белках. Белки F 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

Слитые белки класса I по своей структуре напоминают гемагглютинин вируса гриппа . 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

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

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

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

See also

References

  1. ^ Classification of viral fusion proteins in TCDB database
  2. ^ Klapper R, Stute C, Schomaker O, Strasser T, Janning W, Renkawitz-Pohl R, Holz A (January 2002). "The formation of syncytia within the visceral musculature of the Drosophila midgut is dependent on duf, sns and mbc". Mechanisms of Development. 110 (1–2): 85–96. doi:10.1016/S0925-4773(01)00567-6. PMID 11744371.
  3. ^ Ortega V, Stone JA, Contreras EM, Iorio RM, Aguilar HC (January 2019). "Addicted to sugar: roles of glycans in the order Mononegavirales". Glycobiology. 29 (1): 2–21. doi:10.1093/glycob/cwy053. PMC 6291800. PMID 29878112.
  4. ^ Neveu E, Khalifeh D, Salamin N, Fasshauer D (July 2020). "Prototypic SNARE Proteins Are Encoded in the Genomes of Heimdallarchaeota, Potentially Bridging the Gap between the Prokaryotes and Eukaryotes" (PDF). Current Biology. 30 (13): 2468–2480.e5. doi:10.1016/j.cub.2020.04.060. PMID 32442459. S2CID 218762979.
  5. ^ Fédry J, Liu Y, Péhau-Arnaudet G, Pei J, Li W, Tortorici MA, et al. (February 2017). "The Ancient Gamete Fusogen HAP2 Is a Eukaryotic Class II Fusion Protein". Cell. 168 (5): 904–915.e10. doi:10.1016/j.cell.2017.01.024. PMC 5332557. PMID 28235200.
  6. ^ a b c d e f g h i Podbilewicz, Benjamin (11 October 2014). "Virus and Cell Fusion Mechanisms". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 30 (1): 111–139. doi:10.1146/annurev-cellbio-101512-122422. PMID 25000995.
  7. ^ a b c Backovic M, Jardetzky TS (April 2009). "Class III viral membrane fusion proteins". Current Opinion in Structural Biology. 19 (2): 189–96. doi:10.1016/j.sbi.2009.02.012. PMC 3076093. PMID 19356922.
  8. ^ a b c White JM, Delos SE, Brecher M, Schornberg K (2008). "Structures and mechanisms of viral membrane fusion proteins: multiple variations on a common theme". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 43 (3): 189–219. doi:10.1080/10409230802058320. PMC 2649671. PMID 18568847.
  9. ^ Shmulevitz, Maya; Duncan, Roy (1 March 2000). "A new class of fusion-associated small transmembrane (FAST) proteins encoded by the non-enveloped fusogenic reoviruses". The EMBO Journal. 19 (5): 902–912. doi:10.1093/emboj/19.5.902. PMC 305630. PMID 10698932.
  10. ^ a b Ciechonska, Marta; Duncan, Roy (December 2014). "Reovirus FAST proteins: virus-encoded cellular fusogens". Trends in Microbiology. 22 (12): 715–724. doi:10.1016/j.tim.2014.08.005. PMID 25245455.
  11. ^ Li, Fang (29 September 2016). "Structure, Function, and Evolution of Coronavirus Spike Proteins". Annual Review of Virology. 3 (1): 237–261. doi:10.1146/annurev-virology-110615-042301. PMC 5457962. PMID 27578435.
  12. ^ Zhu, Chaogeng; He, Guiyun; Yin, Qinqin; Zeng, Lin; Ye, Xiangli; Shi, Yongzhong; Xu, Wei (October 2021). "Molecular biology of the SARs‐CoV‐2 spike protein: A review of current knowledge". Journal of Medical Virology. 93 (10): 5729–5741. doi:10.1002/jmv.27132. PMC 8427004. PMID 34125455.
  13. ^ a b c d e White, Judith M.; Whittaker, Gary R. (June 2016). "Fusion of Enveloped Viruses in Endosomes". Traffic. 17 (6): 593–614. doi:10.1111/tra.12389. PMC 4866878. PMID 26935856.
  14. ^ a b Baquero, Eduard; Albertini, Aurélie AV; Gaudin, Yves (August 2015). "Recent mechanistic and structural insights on class III viral fusion glycoproteins". Current Opinion in Structural Biology. 33: 52–60. doi:10.1016/j.sbi.2015.07.011. PMID 26277251.

External links