Войти
| Трансактиватор против репрессии, белок REV | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Условное обозначение | REV | ||||||||
| Pfam | PF00424 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR000625 | ||||||||
| SCOP2 | 484d / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Rev - это трансактивирующий белок, который необходим для регуляции экспрессии белка ВИЧ-1 (и других лентивирусных ). Сигнал ядерной локализации кодируется в гене rev, который позволяет белку Rev быть локализованным в ядре, где он участвует в экспорте несплайсированных и не полностью сплайсированных мРНК. В отсутствие Rev мРНК поздних (структурных) генов ВИЧ-1 сохраняются в ядре, предотвращая их трансляцию.
Было обнаружено, что новый белок участвует в трансляции мРНК gag и env. Неизвестный белок функционировал путем устранения репрессии регуляторных последовательностей и был назван Art (антирепрессивный трансактиватор). Более поздние исследования показали, что этот белок участвует в регуляции механизма сплайсинга РНК. Поэтому название белка было изменено с Art на Trs (трансрегулятор сплайсинга). Самые последние исследования показали, что белок выполняет несколько функций в регуляции белков ВИЧ-1, и его название было изменено на Rev (регулятор экспрессии белков вириона), что в более общем плане описывает его функцию.
Rev представляет собой белок 13-k Da, состоящий из 116 аминокислот. Последовательность Rev содержит два конкретных домена, которые способствуют его ядерному импорту и экспорту. Белок обычно выполняет свою функцию тетрамера.
N-концевая область Rev содержит аргинин-богатой последовательность. Мотив, богатый аргинином (ARM), расположен между аминокислотами 38–49 гена rev и образует альфа-спиральную вторичную структуру. ARM - это высокоспецифичная последовательность, которая обеспечивает мультимеризацию белков Rev перед связыванием РНК. Одно замещение основания изменяет способность Rev образовывать тетрамер. Богатый аргинином домен Rev взаимодействует с rev-связывающим элементом (RBE), который является частью элемента ответа HIV Rev (RRE), расположенного в интроне ниже гена env. Домен также содержит сигнал ядерной локализации.
Сигнал ядерного экспорта Rev расположен в остатках 71–82 С-концевой области и богат лейцином. Связывание Rev с вирусными РНК, содержащими RRE, позволяет осуществлять экспорт мРНК из ядра в цитоплазму по механизму, отличному от механизма клеточных мРНК.
Регуляторные белки ВИЧ-1 (включая Rev) транслируются из полностью процессированных транскриптов мРНК, в то время как структурные белки транслируются из не полностью сплайсированных транскриптов. Полностью сплайсированные транскрипты экспортируются из ядра в цитоплазму по тому же механизму, что и клеточная мРНК. Однако Rev необходим для экспорта не полностью сплайсированных мРНК, чтобы производить вирусные структурные белки.
Богатый аргинином домен белка Rev, содержащий сигнал ядерной локализации (NLS), позволяет Rev проникать в ядро. Для входа требуется связывание между мультимером Rev, Ran -GDP и импортином- β (фактор ядерного транспорта). Rev NLS очень похож на последовательность сайта связывания импортина-β, присутствующего в импортине-α, что обеспечивает взаимодействие между Rev и импортином-β. NLS перекрывается с последовательностью, необходимой для связывания РНК. Это предотвращает противодействие NLS экспорту транскриптов мРНК, содержащих RRE.
Элемент ответа числа оборотов (РРЭ) представляет собой последовательность 240 пар оснований, расположенную во втором интроне из ВИЧ-1 геном, непосредственно ниже по потоку от окр гена. RRE остается функциональным при перемещении, но должен оставаться в той же ориентации (не может быть инвертирован). RRE удерживается не полностью обработанными транскриптами мРНК. Вторичная структура RRE образует восемь стеблей-петель. Rev сначала связывается с богатой пуринами стеблевой петлей IIB, затем связывается со вторичным сайтом в стебле-петле I.
Последовательность RRE является цис- действующей и необходима для достижения высоких уровней мРНК env в цитоплазме. RRE также способствует мультимеризации белков Rev, которые необходимы для связывания и функционирования Rev. Белок Rev связывает несплайсированные транскрипты gag и pol и не полностью сплайсированные транскрипты env, vif, vpr и vpu в RRE, облегчая экспорт в цитоплазму.
Rev постоянно курсирует между цитоплазмой и ядром. Перемещение Rev регулируется его сигналом ядерной локализации и его сигналом ядерного экспорта. Как только Rev попадает в ядро, Ran-GDP фосфорилируется в Ran-GTP, вызывая разборку импортирующего комплекса. После разборки NES Rev формирует новый комплекс с CRM1 ( exportin -1) и Ran -GTP в последовательности RRE в не полностью сплайсированных транскриптах. После сборки комплекса интрон- содержащие РНК экспортируются из ядра в цитоплазму. Как только пре-мРНК оказываются в цитоплазме, Rev диссоциирует, обнажая NLS. Воздействие NLS позволяет Rev взаимодействовать с импортином -β, чтобы переместить Rev обратно в ядро.
Rev-направленный экспорт вирусных РНК подобен механизму, с помощью которого экспортируются мяРНК и 5s рРНК, в отличие от механизма экспорта клеточных мРНК. Rev способен облегчить экспорт транскриптов пре-мРНК, которые в противном случае обычно оставались бы в ядре, предполагая, что Rev NES доминирует над удержанием в ядре.
Rev действует посттранскрипционно, положительно регулируя экспрессию структурных генов и отрицательно регулируя экспрессию регуляторных генов. Rev положительно регулирует выражение gag, pol и env. Rev-опосредованный экспорт из ядра увеличивает цитоплазматические уровни структурных мРНК ( gag, pol и env). Экспрессия Gag, pol и env ниже в отсутствие Rev и выше в присутствии Rev. Rev отрицательно регулирует экспрессию регуляторных генов ( rev и tat), создавая петлю отрицательной обратной связи, которая регулирует продукцию Rev. Производство Rev снижается, когда уровни белка Rev выше, чем необходимо для данного количества кодируемого генома ВИЧ-1. Rev также уменьшает количество полностью сплайсированных вирусных сообщений, экспрессируемых путем экспорта пре-мРНК, прежде чем она может быть сплайсирована. Это приводит к снижению экспрессии регуляторных белков Rev и Tat. Поскольку Rev постоянно перемещается между ядром и цитоплазмой, небольшие количества белка способны воздействовать на многие транскрипты мРНК. Поддержание надлежащего баланса между количеством ранних и поздних вирусных генов приводит к общему увеличению продукции вирионов.
Гены ВИЧ-1 экспрессируются либо из полностью сплайсированной РНК, либо из интрон-содержащей РНК. Экспорт полностью сплайсированных мРНК (ранних регуляторных генов ) происходит таким же образом, как и нормальный экспорт клеточных мРНК. С другой стороны, несплайсированные и не полностью сплайсированные мРНК, которые кодируют поздние структурные белки, являются Rev-зависимыми. Белок Rev экспрессируется как ранний ген из полностью сплайсированных транскриптов, поэтому экспрессия структурных белков поздней фазы не может происходить до тех пор, пока не будет произведено начальное количество Rev.
Поскольку Rev абсолютно необходим для репликации ВИЧ-1 и экспрессируется на ранней стадии инфекции, было высказано предположение, что Rev является хорошей мишенью для противовирусной терапии.
Лептомицин B (LMB) связывается с CRM1, что предотвращает образование комплекса, необходимого для экспорта (CRM1 / NES / RanGTP / RRE), и в конечном итоге снижает продукцию не полностью сплайсированных РНК. Следовательно, структурные белки, необходимые для сборки вириона, не производятся.
Было показано, что различные органические соединения обладают способностью воздействовать на взаимодействие Rev / RRE. Неомицин B, катион дифенилфурана и профлавин представляют собой небольшие молекулы, которые могут препятствовать связыванию Rev с последовательностью RRE. Если Rev неспособен связываться с RRE на пре-мРНК, РНК не будет экспортироваться в цитоплазму, что также приведет к нехватке необходимых структурных белков.
Другие методы лечения нацелены на сам белок Rev, поскольку он является важным компонентом инфекции ВИЧ-1. M10 представляет собой мутированную форму Rev и имеет единственную аминокислотную замену ( аспарагиновая кислота на лейцин ). При доставке в клетки Rev M10 будет конкурировать с белком Rev дикого типа за сайт связывания RRE и, следовательно, уменьшать нормальные клеточные функции Rev.
Дигидровальтрат также был идентифицирован как конгенер, ингибирующий экспорт Rev.
