Tat (ВИЧ) - Tat (HIV)
| Tat | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Изображение фрагмента белка Tat (синий) из ВИЧ вместе с двумя молекулами Zn, показанными серыми сферами, в комплексе с РНК TAR ВИЧ (зеленый). Подготовлено с использованием данных, опубликованных под кодом PDB: 6CYT .
| |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Условное обозначение | Tat | ||||||||
| Pfam | PF00539 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR001831 | ||||||||
| ПРОФИЛЬ | PDOC00836 | ||||||||
| SCOP2 | 1tvs / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
В молекулярной биологии , тат является белком , который кодируется с помощью для тат гена в ВИЧ-1 . Tat - это регуляторный белок, который резко повышает эффективность вирусной транскрипции . Tat расшифровывается как «трансактиватор транскрипции». Белок состоит от 86 до 101 аминокислоты в зависимости от подтипа. Tat значительно увеличивает уровень транскрипции дцДНК ВИЧ . Прежде чем появится Tat, будет создано небольшое количество транскриптов РНК, что позволит продуцировать белок Tat. Затем Tat связывается с клеточными факторами и опосредует их фосфорилирование , что приводит к усилению транскрипции всех генов ВИЧ, обеспечивая цикл положительной обратной связи . Это, в свою очередь, позволяет ВИЧ вызывать взрывную реакцию после выработки порогового количества Tat, что является полезным инструментом для подавления реакции организма.
Tat также, по-видимому, играет более непосредственную роль в процессе заражения ВИЧ. Белок выделяется инфицированными клетками в культуре и обнаруживается в крови пациентов, инфицированных ВИЧ-1.
Он может абсорбироваться клетками, которые не инфицированы ВИЧ, и может действовать непосредственно как токсин, вызывающий гибель клеток посредством апоптоза в неинфицированных «сторонних» Т-клетках , помогая прогрессировать в направлении СПИДа .
По антагонистическому CXCR4 - рецептор, Tat , как представляется , также селективно стимулировать воспроизводство менее вирулентные М- тропные ( макрофаг -tropic) штаммы ВИЧ (которые используют CCR5 рецептор) в начале в ходе инфекции, что позволяет более быстро патогенный Т-тропный ( Т-клеточно- тропные) штаммы (которые используют рецептор CXCR4) появляются позже после мутации из М-тропных штаммов.
Функция и механизм
Как и другие лентивирусы , ВИЧ-1 кодирует трансактивирующий регуляторный белок (Tat), который необходим для эффективной транскрипции вирусного генома . Tat действует путем связывания со структурой стебель-петля РНК , трансактивирующим ответным элементом (TAR), обнаруженным на 5'-концах растущих транскриптов ВИЧ-1. Связываясь с TAR, Tat изменяет свойства комплекса транскрипции, рекрутирует положительный комплекс элонгации транскрипции ( P-TEFb ) клеточного CDK9 и циклина T1 и, следовательно, увеличивает продукцию полноразмерной вирусной РНК.
Белок Tat также связывается с комплексами РНК-полимеразы II во время ранней элонгации транскрипции после клиренса промотора и до синтеза полноразмерного транскрипта РНК TAR. Это взаимодействие Tat с комплексами элонгации РНК-полимеразы II не зависит от P-TEFb. На каждом комплексе элонгации транскрипции есть два сайта связывания Tat ; одна расположена на РНК TAR, а другая - на РНК-полимеразе II рядом с местом выхода растущих транскриптов мРНК, что предполагает, что две молекулы Tat участвуют в выполнении различных функций в течение одного цикла синтеза мРНК ВИЧ-1.
Минимальная последовательность Tat , которая может опосредовать специфическое связывание TAR in vitro , была картирована на основной домен из 10 аминокислот , состоящий в основном из остатков Arg и Lys. Регуляторная активность, однако, также требует 47 N-концевых остатков, которые взаимодействуют с компонентами транскрипционного комплекса и функционируют как домен активации транскрипции.
Tat также использует необычный трансклеточный транспортный путь. Во-первых, он связывается с высоким сродством с фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфатом (PI (4,5) P2), обнаруженным на внутренней поверхности клеточной мембраны , что позволяет рекрутировать Tat на этом уровне. Затем Tat пересекает плазматическую мембрану и достигает внеклеточного пространства. Секреция Tat инфицированными клетками очень активна, и основным направлением Tat ВИЧ-1 является экспорт.
Состав
Предполагается, что основная область белка ВИЧ-Tat образует альфа-спираль . Основная область участвует в связывании РНК (TAR, элемент ответа на трансактивацию), и белки Tat, таким образом, принадлежат к семейству белков, связывающих РНК с богатым аргинином (ARM).
Домен трансдукции белка
Tat содержит домен трансдукции белка , который поэтому известен как проникающий в клетки пептид . Первоначально охарактеризованный Frankel и Pabo (1988) и Green and Loewenstein (1988), этот домен позволяет Tat проникать в клетки, пересекая клеточную мембрану. Аминокислотная последовательность домена трансдукции белка - YGRKKRRQRRR. Сигнал ядерной локализации, обнаруженный в домене, GRKKR, опосредует дальнейшую транслокацию Tat в ядро клетки. По состоянию на 2000 г. биологическая роль этого домена и точный механизм передачи неизвестны.
Клиническое значение
Ингибирование Tat было исследовано. Было высказано предположение, что антагонисты Tat могут быть использованы при лечении ВИЧ-инфекций.
Компания Biosantech разработала новую вакцину под названием Tat Oyi, нацеленную на белок Tat. Вакцина-кандидат от ВИЧ компании не токсична для 48 ВИЧ-инфицированных пациентов, включенных в двойное слепое исследование, проводимое во Франции. Исследование фазы I / IIa, опубликованное в 2016 году, показывает снижение вирусной РНК для одной из трех испытанных доз. Дозозависимого ответа не наблюдалось, что ставит под сомнение надежность результатов.