Proteína de fusión de membranas
As proteínas de fusión de membranas son proteínas que causan a fusión de membranas biolóxicas. A fusión de membranas é fundamental en moitos procesos biolóxicos, especialmente no desenvolvemento eucariota e a entrada viral. As proteínas de fusión poden orixinarse a partir de xenes de virus con envoltura infecciosos, antigos retrovirus integrados no xenoma do hóspede,[1] ou soamente polo xenoma do hóspede.[2] As modificacións postranscricionais feitas ás proteínas de fusión de membranas polo hóspede, concretamente a adición e modificación de glicanos e grupos acetilo, pode afectar drasticamente a fusoxenicidade (a capacidade de fusionarse).[3]
Fusión de membranas en eucariotas
[editar | editar a fonte]Os xenomas eucariotas conteñen varias familias xénicas, cuxa orixe é o hóspede ou son de orixe viral, que codifican produtos implicados en favorecer a fusión de membranas. Mentres que as células somáticas adultas non sofren tipicamente fusión de membranas baixo condicións normais, os gametos e células embrionarias seguen vías de desenvolvemento que orixinan de forma non espontánea a fusión de membranas, como na formación da placenta, do sincitiotrofoblasto e no neurodesenvolvemento. As vías de fusión están tamén implicadas no desenvolvemento dos tecidos musculoesqueléticos e sistema nervioso. Os eventos de fusión de vesículas implicados no tráfico de neurotransmisores tamén dependen da actividade catalítica das proteínas de fusión de membranas.
Familia SNARE
[editar | editar a fonte]A familia SNARE inclúe as proteínas de fusión de membranas eucariotas propiamente ditas. Só se encontran en eucariotas e nas arqueas máis relacionadas con eles como as Heimdallarchaeota.[4]
Retroviral
[editar | editar a fonte]Estas proteínas orixínanse a partir do xene env de retrovirus endóxenos. Son proteínas de fusión de clase I virais domesticadas.
Familia HAP2
[editar | editar a fonte]HAP2 é unha proteína de fusión de clase II viral domesticada atopada en diversos eucariotas incluíndo Toxoplasma, plantas vasculares e a moscas do vinagre. Esta proteína é esencial para a fusión dos gametos nestes organismos.[5]
Fusión viral patoxénica
[editar | editar a fonte]Os virus envoltos facilmente superan a barreira termodinámica para fusionar dúas membranas plasmáticas almacenando enerxía cinética en proteínas de fusión (F). As proteínas F poden expresarse independentemente na superficie das células hóspede que poden: (1) facer que a célula infectada se fusione con células veciñas, formando un sincitio, ou (2) ser incorporadas no virión que se evaxina da célula infectada para separarse da membrana celular e saír da célula hóspede. Algúns compoñentes F soamente impulsan a fusión, mentres que un grupo de proteínas F poden interaccionar con factores do hóspede. Hai catro grupos de proteínas de fusión clasificadas pola súa estrutura e mecanismo de fusión.[6]
Clase I
[editar | editar a fonte]As proteínas de fusión de clase I lembran a hemaglutininas de virus da gripe nas súas estruturas. Na post-fusión o sitio activo ten un trímero de hélices α superenroladas. Teñen un dominio de unión rico en hélices α e péptidos de fusión hidrofóbicos localizados preto do N-terminal. O cambio da conformación de fusión pode a miúdo ser controlado polo pH.[7][8]
Clase II
[editar | editar a fonte]Nas proteínas da clase II dominan as láminas β e os sitios catalíticos están localizados na rexión central. As rexións do péptido necesarias para impulsar a fusión están formadas por xiros entre as láminas β.[7][8]
Clase III
[editar | editar a fonte]As proteínas de fusión de clase III son bastante distintas das I e II. Constan de cinco dominios estruturais, dos cales os dominios 1 e 2 están localizados no exremo C-terminal e a miúdo conteñen máis láminas β, e os dominios 2-5, que están preto do N-terminal, son ricos en hélices α. No estado de pre-fusión, os dominios posteriores aniñan e protexen o dominio 1 (é dicir, o dominio 1 está protexido polo dominio 2, que está aniñado no dominio 3, o cal está protexido polo dominio 4). O dominio 1 contén o sitio catalítico para a fusión de membranas.[7][8]
Clase IV
[editar | editar a fonte]As proteínas de fusión de clase IV, máis coñecidas como proteínas transmembrana pequenas asociadas á fusión (FAST), son o tipo máis pequeno de proteínas de fusión. Atópanse en reovirus, que son virus sen envoltura e están especializados en fusión célula-célula en vez de virus-célula, formando sincitios. Son as únicas proteínas de fusión de membranas coñecidas atopadas en virus sen envoltura.[9][10]
Exemplos
[editar | editar a fonte]| Proteína de fusión | Abreviatura | Clase | Familia de virus | Exemplo de virus | Referencia |
|---|---|---|---|---|---|
| Proteína da espícula do coronavirus | S | I | Coronaviridae | SARS-CoV, SARS-CoV-2 | [11][12] |
| Glicoproteína de Ebolavirus | GP | I | Filoviridae | Zaire ebolavirus, Sudan ebolavirus, Marburgvirus | [6][13] |
| Glicoproteína 41 | Gp41 | I | Retroviridae | HIV | [6][13] |
| Hemaglutinina | H, HA, HN | I | Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae | Virus da gripe, virus do sarampelo, virus das papeiras | [6][13] |
| Proteína E1 da envoltura do Alphavirus | E1 | II | Togaviridae | virus do bosque de Semliki | [6][13] |
| Proteína da envoltura do Flavivirus | E | II | Flaviviridae | Virus do dengue, virus do Nilo Occidental | [6][13] |
| Glicoproteína B do Herpesvirus | gB | III | Herpesviridae | HSV-1 | [6][14] |
| VSV G | G | III | Rhabdoviridae | Virus da estomatite vesicular, lyssavirus da rabia | [6][14] |
| Proteína transmembrana pequena asociada á fusión | FAST | IV | Reoviridae | Orthoreovirus aviario | [6][10] |
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ Classification of viral fusion proteins in TCDB database
- ↑ Klapper R, Stute C, Schomaker O, Strasser T, Janning W, Renkawitz-Pohl R, Holz A (xaneiro de 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. PMID 11744371. doi:10.1016/S0925-4773(01)00567-6.
- ↑ Ortega V, Stone JA, Contreras EM, Iorio RM, Aguilar HC (xaneiro de 2019). "Addicted to sugar: roles of glycans in the order Mononegavirales". Glycobiology 29 (1): 2–21. PMC 6291800. PMID 29878112. doi:10.1093/glycob/cwy053.
- ↑ Neveu E, Khalifeh D, Salamin N, Fasshauer D (xullo de 2020). "Prototypic SNARE Proteins Are Encoded in the Genomes of Heimdallarchaeota, Potentially Bridging the Gap between the Prokaryotes and Eukaryotes". Current Biology 30 (13): 2468–2480.e5. PMID 32442459. doi:10.1016/j.cub.2020.04.060.
- ↑ Fédry J, Liu Y, Péhau-Arnaudet G, Pei J, Li W, Tortorici MA, et al. (febreiro de 2017). "The Ancient Gamete Fusogen HAP2 Is a Eukaryotic Class II Fusion Protein". Cell 168 (5): 904–915.e10. PMC 5332557. PMID 28235200. doi:10.1016/j.cell.2017.01.024.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 Podbilewicz, Benjamin (11 de outubro de 2014). "Virus and Cell Fusion Mechanisms". Annual Review of Cell and Developmental Biology 30 (1): 111–139. PMID 25000995. doi:10.1146/annurev-cellbio-101512-122422.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Backovic M, Jardetzky TS (abril de 2009). "Class III viral membrane fusion proteins". Current Opinion in Structural Biology 19 (2): 189–96. PMC 3076093. PMID 19356922. doi:10.1016/j.sbi.2009.02.012.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 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. PMC 2649671. PMID 18568847. doi:10.1080/10409230802058320.
- ↑ Shmulevitz, Maya; Duncan, Roy (1 de marzo de 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. PMC 305630. PMID 10698932. doi:10.1093/emboj/19.5.902.
- ↑ 10,0 10,1 Ciechonska, Marta; Duncan, Roy (decembro de 2014). "Reovirus FAST proteins: virus-encoded cellular fusogens". Trends in Microbiology 22 (12): 715–724. PMID 25245455. doi:10.1016/j.tim.2014.08.005.
- ↑ Li, Fang (29 de setembro 2016). "Structure, Function, and Evolution of Coronavirus Spike Proteins". Annual Review of Virology 3 (1): 237–261. PMC 5457962. PMID 27578435. doi:10.1146/annurev-virology-110615-042301.
- ↑ Zhu, Chaogeng; He, Guiyun; Yin, Qinqin; Zeng, Lin; Ye, Xiangli; Shi, Yongzhong; Xu, Wei (outubro de 2021). "Molecular biology of the SARs‐CoV‐2 spike protein: A review of current knowledge". Journal of Medical Virology 93 (10): 5729–5741. PMC 8427004. PMID 34125455. doi:10.1002/jmv.27132.
- ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 13,4 White, Judith M.; Whittaker, Gary R. (xuño de 2016). "Fusion of Enveloped Viruses in Endosomes". Traffic 17 (6): 593–614. PMC 4866878. PMID 26935856. doi:10.1111/tra.12389.
- ↑ 14,0 14,1 Baquero, Eduard; Albertini, Aurélie AV; Gaudin, Yves (agosto de 2015). "Recent mechanistic and structural insights on class III viral fusion glycoproteins". Current Opinion in Structural Biology 33: 52–60. PMID 26277251. doi:10.1016/j.sbi.2015.07.011.
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Outros artigos
[editar | editar a fonte]Ligazóns externas
[editar | editar a fonte]- Membrane fusion proteins Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
