Войти
Поли (A) -связывающий белок PABP (PDB 1CVJ) Поли (A) -связывающий белок (PAB или PABP ) представляет собой РНК-связывающий белок, который запускает связывание комплекса эукариотического фактора инициации 4 (eIF4G) непосредственно с поли (A) хвост из мРНК. Поли (А) хвост расположен на 3'-конце мРНК и имеет длину 200–250 нуклеотидов. Связывающий белок также участвует в предшественниках мРНК, помогая полиаденилатполимеразе добавлять поли (A) нуклеотидный хвост к пре-мРНК перед трансляцией. Ядерная изоформа селективно связывается примерно с 50 нуклеотидами и стимулирует активность полиаденилатполимеразы за счет повышения ее сродства к РНК. Поли (A) -связывающий белок также присутствует на стадиях метаболизма мРНК, включая нонсенс-опосредованный распад и ядерно-цитоплазматический перенос. Поли (A)-связывающий белок может также защищать хвост от деградации и регулировать продукцию мРНК. Без этих двух белков в тандеме поли (А) хвост не добавлялся бы, и РНК бы быстро разлагалась.
RRM 1 и 2, соединенные коротким линкером, показывающим связывание с полиаденилатом РНК. Цитозольный поли-A-связывающий белок (PABPC) состоит из четырех мотивов распознавания РНК (RRM) и С-концевой области, известной как домен PABC. RRM является наиболее распространенным мотивом для распознавания РНК и обычно состоит из 90–100 аминокислот. Предыдущее решение ЯМР и рентгеноструктурные исследования показали, что RRM представляют собой глобулярные домены, каждый из которых состоит из 4 антипараллельных β-листов которые поддерживаются 2 α-спиралями. Две центральные β-нити, соединенные коротким линкером, каждого RRM образуют желобообразную поверхность, которая, как считается, отвечает за связывание с поли (A) олигонуклеотидами. Полиаденилатная РНК принимает расширенную конформацию по длине молекулярного желоба. Распознавание аденина в первую очередь опосредуется контактами с консервативными остатками, обнаруженными в мотивах RNP двух RRM. Исследования in vitro показали, что аффинность связывания составляет порядка 2-7 нМ, в то время как сродство к поли (U), поли (G) и поли (C), как сообщается, было ниже или не определялось по сравнению. Это показывает, что поли (А) -связывающий белок специфичен к поли (А) олигонуклеотидам, а не другим. Поскольку две центральные β-цепи используются для связывания поли (A) олигонуклеотидов, другая сторона белка свободна для белок-белковых взаимодействий.
Домен РАВС состоит примерно из 75 аминокислот и состоит из 4 или 5 α-спиралей в зависимости от организма - человеческие РАВС имеют 5, тогда как дрожжи имеют 4. Этот домен не связывается с РНК, а вместо этого распознает последовательности из 15 остатков, которые являются частью мотива взаимодействия PABP (PAM-2), обнаруженного на таких белках, как фактор терминации трансляции эукариот (eRF3) и белки, взаимодействующие с PABP 1 и 2 (PAIP 1, PAIP2).
Структура человеческого поли (A) -связывающего белка, обнаруженного в ядре (PABPN1), еще должна быть хорошо определена, но было показано, что она содержит один домен RRM и аргинин богатый карбокси концевой домен. Считается, что они структурно и функционально отличаются от поли-A-связывающих белков, обнаруживаемых в цитозоле.
Экспрессия поли (A) -связывающего белка млекопитающих регулируется трансляционным уровень с помощью механизма обратной связи: мРНК, кодирующая PABP, содержит в своем 5 'UTR A-богатую последовательность, которая связывает поли (A) -связывающий белок. Это приводит к ауторегуляторной репрессии трансляции PABP.
Цитозольная изоформа эукариотического поли (A) -связывающего белка связывается с фактором инициации eIF4G через свой C-концевой домен. eIF4G является компонентом комплекса eIF4F, содержащего eIF4E, еще один фактор инициации, связанный с 5 'cap на 5' конце мРНК. Это связывание формирует характерную петлевую структуру синтеза эукариотического белка. Поли (A) -связывающие белки в цитозоле конкурируют за сайты связывания eIF4G. Это взаимодействие увеличивает как сродство eIF4E к структуре кэпа, так и PABP1 к поли (A), эффективно блокируя белки на обоих концах мРНК. В результате эта ассоциация может частично лежать в основе способности PABP1 способствовать рекрутированию малых рибосомных (40S) субъединиц, чему способствует взаимодействие между eIF4G и eIF3. Также было показано, что поли (A)-связывающий белок взаимодействует с фактором терминации (eRF3 ). Взаимодействие eRF3 / PABP1 может способствовать рециклированию терминирующих рибосом от 3 'до 5' конца, облегчая множественные раунды инициации на мРНК. В качестве альтернативы, он может связывать трансляцию с распадом мРНК, поскольку eRF3, по-видимому, препятствует способности PABP1 к мультимеризации / формированию на поли (A), потенциально приводя к диссоциации PABP1, деаденилированию и
Клеточная трансляция против ротавируса Ротавирус РНК-связывающий белок NSP3 взаимодействует с eIF4GI и вытесняет поли (A) связывающий белок из eIF4F. NSP3A, занимая место PABP в eIF4GI, отвечает за остановку синтеза клеточного белка. МРНК ротавируса завершают мотив 3 ’GACC, который распознается вирусным белком NSP3. Это место, где NSP3 конкурирует с поли (A) -связывающим белком за связывание eIF4G.
При возникновении ротавирусной инфекции вирусные мРНК с хвостом GACC транслируются, в то время как мРНК с поли (A) хвостом серьезно нарушается. В инфицированных клетках наблюдались высокие величины как индукции трансляции (мРНК с хвостом GACC), так и редукции (мРНК с поли (A) хвостом), которые зависели от штамма ротавируса. Эти данные предполагают, что NSP3 является трансляционным суррогатом комплекса PABP-поли (A); следовательно, он сам по себе не может быть ответственным за ингибирование трансляции мРНК хозяина с поли (A) хвостами при ротавирусной инфекции.
PABP-C1, выселенный из eIF4G с помощью NSP3, накапливается в ядре инфицированных ротавирусом клеток. Для этого процесса выселения требуются ротавирусы NSP3, eIF4G и RoXaN. Чтобы лучше понять взаимодействие, моделирование комплекса NSP3-RoXaN демонстрирует, что мутации в NSP3 прерывают этот комплекс без нарушения взаимодействия NSP3 с eIF4G. ядерная локализация PABP-C1 зависит от способности NSP3 взаимодействовать с eIF4G, а также требует взаимодействия NSP3 с определенной областью в RoXaN, лейцином - и -богатый (LD) домен аспарагиновой кислоты. RoXaN идентифицирован как клеточный партнер NSP3, участвующий в нуклеоцитоплазматической локализации PABP-C1.
Окулофарингеальная мышечная дистрофия (OPMD) - генетическое заболевание, которое часто возникает в зрелом возрасте после 40 лет. Это заболевание обычно приводит к ослаблению лицевых мышц, часто проявляющимся в виде прогрессирующего опущения век, затрудненного глотания и слабости проксимальных мышц конечностей, например, слабых мышц ног и бедер. Людям с этим расстройством часто мешают до такой степени, что им приходится использовать трость, чтобы ходить. О OPMD сообщили примерно в 29 странах, и их количество сильно варьируется в зависимости от конкретной группы населения. Заболевание может быть унаследовано по аутосомному доминантному или рецессивному признаку.
Мутации поли (A) -связывающего белка ядерного 1 ( PABPN1) может вызывать OPMD (окулофарингеальную мышечную дистрофию). Что отличает белок PABPN1 от всех других генов, вызывающих заболевание расширенных полиаланиновых трактов, так это то, что он не является фактором транскрипции. Вместо этого PABPN1 участвует в полиаденилировании предшественников мРНК..
Мутации в PABPN1, которые вызывают это нарушение, возникают, когда белок имеет расширенный полиаланиновый тракт (12-17 длин аланинов против ожидаемого количества 10). Дополнительные аланины заставляют PABPN1 агрегировать и образовывать сгустки в мышцах, потому что они не могут расщепляться. Считается, что эти скопления нарушают нормальную функцию мышечных клеток, что в конечном итоге приводит к гибели клеток. Эта прогрессирующая потеря мышечных клеток, скорее всего, вызывает мышечную слабость, наблюдаемую у пациентов с OPMD. До сих пор не известно, почему это заболевание поражает только определенные мышцы, такие как верхняя часть ноги и бедро. В недавних исследованиях OPMD у Drosophila было показано, что дегенерация мышц у тех, кто поражен, не может быть исключительно из-за расширенного полиаланинового тракта. На самом деле это может быть связано с РНК-связывающим доменом и его функцией в связывании.
По состоянию на ноябрь 2015 года было много усилий, посвященных исследованию OPMD и его может лечить это. Была предложена трансплантация миобластов, и в настоящее время они проходят клинические испытания во Франции. Для этого берут миобласты из нормальной мышечной клетки и помещают их в мышцы глотки и позволяют им развиваться, чтобы помочь сформировать новые мышечные клетки. Также было проведено тестирование существующих или разработанных соединений, чтобы увидеть, могут ли они бороться с OPMD и его симптомами. Трегалоза представляет собой особую форму сахара, которая продемонстрировала пониженное образование агрегатов и отсроченную патологию на мышиной модели OPMD. Доксициклин также играл аналогичную роль в отсрочке токсичности OPMD на моделях мышей, скорее всего, из-за остановки образования агрегатов и уменьшения апоптоза. Многие другие соединения и методы в настоящее время изучаются и демонстрируют некоторый успех в клинических испытаниях, что вселяет оптимизм в отношении лечения этого заболевания.
Множественные человеческие гены кодируют разные изоформы белка и паралоги PABP, включая PABPN1, PABPC1, PABPC3, PABPC4, PABPC5.
