Prymitywne białka z motywem trójdzielnym 5alfa (TRIM5alfa) pośredniczą we wrodzonej wewnątrzkomórkową odporność na retrowirusy. U ludzi TRIM5 znajduje się w klastrze paralogicznym klastrze, który obejmuje TRIM6, TRIM34 i TRIM22. Chociaż ortologi TRIM6 i TRIM34 występują u innych ssaków, TRIM5 został do tej pory zidentyfikowany tylko u naczelnych. tylko u naczelnych. Komórki krowy wykazują wczesne blokady przed infekcją przez kilka retrowirusów. retrowirusy. Zidentyfikowaliśmy cytoplazmatyczne białko TRIM kodowane przez LOC505265, które jest odpowiedzialne za ograniczenie infekcji przez kilka lentiwirusów i N-tropowy wirus białaczki mysiej w komórkach krowy. Wrażliwość wirusa N-tropowej białaczki mysiej na ograniczenie za pośrednictwem 505265 jest określana głównie przez resztę 110 białka kapsydu wirusa. Filogenetycznie, krowa LOC505265 segreguje z grupą TRIM5/TRIM6/TRIM34, ale nie jest ortologiem znanych genów TRIM. Domena B30.2/SPRY 505265 wykazuje długie zmienne regiony, charakterystyczne dla białek kodowanych przez tę grupę paralogiczną i wykazuje dowody pozytywnej selekcji. selekcji. Najwyraźniej krowy niezależnie wyewoluowały retrowirusowy czynnik restrykcyjny z tej samej rodziny TRIM. z tej samej rodziny TRIM, która dała początek TRIM5 u naczelnych. Szczególne cechy tego podzbioru cytoplazmatycznych białek TRIM mogą sprzyjać zbieżnej ewolucji czynników ograniczających wirusy. --- VASA (VAS), kluczowe białko w ustanawianiu wyspecjalizowanej aktywności translacyjnej plazmy biegunowej Drosophila, gromadzi się na tylnym biegunie rozwijającego się oocytu. Zidentyfikowaliśmy gen, gustavus (gus), który koduje białko które oddziałuje z VAS. Mutacja gus blokuje tylną lokalizację VAS, podobnie jak delecja segmentu VAS zawierającego miejsce wiązania GUS. Podobnie jak VAS, GUS jest obecny w cytoplazmatycznych cząsteczkach rybonukleoprotein. Heterozygoty dla gus lub delecji obejmującej gus wytwarzają zarodki z mniejszą liczbą komórek biegunowych i tylnymi wadami wady patterningu. Dlatego GUS jest niezbędny dla tylnej lokalizacji VAS. Jednak gus nie jest wymagany do tylnej lokalizacji oskara (osk). Widoczne ortologi gus są obecne w genomach ssaków. --- Z rodziny białek TRIM/RBCC biorących udział w różnych procesach komórkowych, TRIM50 jest specyficznym dla żołądka członkiem bez zdefiniowanej funkcji biologicznej. Nasze dane biochemiczne wykazały, że TRIM50 ulega specyficznej ekspresji w żołądku komórkach okładzinowych żołądka i jest zlokalizowany głównie w błonach kanalikowych i cewkowo-pęcherzykowych. błonach kanalikowych. W hodowanych komórkach ektopowo wyrażających GFP-TRIM50, obrazowanie w mikroskopie konfokalnym ujawniło dynamiczny ruch pęcherzyków związanych z TRIM50 w sposób zależny od kinazy fosfoinozytydowej 3. Test nakładania białek wykryto preferencyjne wiązanie domeny PRY-SPRY z regionu C-końcowego TRIM50 C-końcowy region do gatunków fosfatydyloinozytolu, co sugeruje, że TRIM50 jest zaangażowany w dynamikę pęcherzyków poprzez wykrywanie stanu fosforylacji lipidów fosfoinozytolu. Myszy z nokautem Trim50 zachowały prawidłową histologię błony śluzowej żołądka, ale wykazywały błony śluzowej żołądka, ale wykazywały upośledzone wydzielanie kwasu żołądkowego. W odpowiedzi na histaminę, komórki okładzinowe z nokautem Trim50 generowały zaburzone kanaliki, spuchnięte mikrokosmki pozbawione włókien aktyny i nadmiar kompleksów błony wielokomórkowej kompleksów błonowych. W związku z tym TRIM50 wydaje się odgrywać istotną rolę w dynamice kanalików dynamikę, promując tworzenie wyrafinowanych kanalików i mikrokosmków podczas wydzielania kwasu w komórkach okładzinowych. --- Domena SPRY jest modułem interakcji białek występującym w 77 mysich i ~100 ludzkich białkach. ludzkich białkach i jest powiązana z ważnymi szlakami biologicznymi, w tym te, które regulują odporność wrodzoną i adaptacyjną. Obecna definicja domeny SPRY opiera się na powtórzeniu sekwencji odkrytej w kinazie splA i receptorach receptorach ryanodynowych. Większa rodzina SPRY jest podzielona na domenę B30.2 (która zawiera rozszerzenie PRY na N-końcu) i podrodziny "tylko SPRY". W tym krótkim przeglądzie przeanalizowaliśmy aktualną literaturę strukturalną i biochemiczną na temat zaangażowania domeny SPRY / B30.2 w kluczowe procesy immunologiczne i podkreślamy 60-aminokwasowy region podobny do PRY na N-końcu białek "tylko SPRY". Analizy filogenetyczne, strukturalne i funkcjonalne sugerują, że ten N-końcowy region jest związany z regionem PRY B30.2 i powinien być scharakteryzowany jako część rozszerzonej domeny SPRY. rozszerzonej domeny SPRY. Większe zrozumienie funkcjonalnego znaczenia regionu N-końcowego w białkach "tylko SPRY" zwiększy naszą zdolność do interakcji SPRY z ich odpowiednimi partnerami wiążącymi. --- SPRY i B30.2 są homologicznymi domenami, które można zidentyfikować w 11 rodzinach białek zakodowanych w ludzkim genomie. Obejmują one receptory powierzchniowe komórek nadrodziny immunoglobulin (BTN), negatywne regulatory szlaku JAK/STAT (SOCS-box SSB1-4) oraz białka kodowane przez liczne geny TRIM. Łącznie, białka zawierające domeny SPRY i B30.2 obejmują szeroki zakres funkcji, w tym funkcji, w tym regulację sygnalizacji cytokinowej (SOCS), metabolizm RNA (DDX1, hnRNP), wewnątrzkomórkowe uwalnianie wapnia (receptory RyR), odporność na retrowirusy (TRIM5alfa), a także procesy regulacyjne i rozwojowe (HERC1, Ash2L). Aby wyjaśnić związek ewolucyjny między tymi dwoma domenami skompilowaliśmy bazę danych sekwencji domen SPRY i B30.2. Pokazujemy, że podczas gdy domeny SPRY są ewolucyjnie starożytne, domeny B30.2, znalezione w białkach BTN i TRIM w białkach BTN i TRIM, są nowszą adaptacją ewolucyjną, obejmującą połączenie SPRY z dodatkową domeną PRY. Połączenie SPRY i PRY w celu wytworzenia domen B30.2 mogło zostać wybrane i utrzymane jako składnik obrony immunologicznej. --- Vasa jest szeroko konserwowaną helikazą RNA typu DEAD-box związaną z rozwojem linii zarodkowej. i ulega ekspresji w komórkach multipotencjalnych u wielu zwierząt. Podczas rozwoju embrionalnego jeżowca Strongylocentrotus purpuratus, białko Vasa jest wzbogacone w małych mikromerach pomimo równomiernego rozkładu transkryptu transkryptu Vasa. Tutaj pokazujemy, że region kodujący Vasa jest wystarczający do jego selektywnego wzbogacenia i stwierdzamy, że gustavus, domena B30.2/SPRY i SOCS box przyczynia się do tego zjawiska. Analizy wiązania in vitro pokazują, że Gustavus wiąże N-końcowe i DEAD-box części białka Vasa niezależnie. Nokaut białka Gustavus zmniejsza zarówno obfitość białka Vasa zarówno obfitość białka Vasa, jak i jego skłonność do akumulacji w małych mikromerach, podczas gdy nadekspresja domeny Gustavus oddziałującej z Vasa (GusΔSOCS) powoduje Akumulacja białka Vasa w całym zarodku. Proponujemy, aby Gustavus miał zachowaną, pozytywną rolę regulacyjną w akumulacji białka Vasa podczas rozwoju zarodkowego. rozwoju embrionalnego. --- TRIM5α jest retrowirusowym czynnikiem restrykcyjnym, w którym domeny B30.2 (SPRY) i coiled-coil domeny zwiniętej cewki współpracują w celu określenia specyficzności za pośrednictwem TRIM5α wychwytywanie kapsydów retrowirusowych. W tym przypadku wszystkie eksony TRIM5α zostały przeanalizowane u 39 wietnamskich makakach cynomolgus (VCE) i 29 chińskich makakach rezus (CR). Nasze wyniki ujawniły obecność 22 alleli przy użyciu pakietu oprogramowania PHASE 2.0 (PHylogenetics And Sequence Evolution), w tym dwóch nowych alleli specyficznych dla gatunku allele z niską częstotliwością w VCE w eksonach 4 i 8, które kodują cewki i domeny B30.2 (SPRY), odpowiednio. Wykryto dziewięć alleli zarówno w VCE, jak i CR, podczas gdy cztery allele były prawdopodobnie współdzielone między gatunkami. Spośród tych alleli najwyższe częstotliwości 38% i 26% wystąpiły odpowiednio w VCE i CR, odpowiednio. Co ważne, odkryliśmy, że niektóre allele kodowały tę samą domenę ale nie domenę SPRY. W przeciwieństwie do tego, inne allele kodowały tę samą domenę SPRY, ale nie domenę zwiniętej cewki. Nasze odkrycia przyczynią się do zrozumienia interakcji między tymi dwiema domenami i określenie specyficzności wychwytywania kapsydów retrowirusowych za pośrednictwem TRIM5α. kapsydu retrowirusowego. Nasze wyniki z drzew filogenetycznych skonstruowanych dla VCE i CR sugerowały, że zdolność makaków do hamowania replikacji SIV stawała się stopniowo silniejsza, jeśli posiadały odpowiednie allele w czterech kladach (klady4-7). Więcej interesujące, w kladzie 3, zarówno nowe pary alleli (4E100a, 10E147a), jak i pary alleli (7R17b i 13R11b), które miały silną zdolność do hamowania replikacji SIV pochodziły od tego samego allelu przodka, co sugeruje, że nowe allele mogą odgrywać kluczową rolę w hamowaniu replikacji SIV. nowe allele mogą odgrywać kluczową rolę w określaniu zdolności zwierzęcia do hamowania replikacji SIV/HIV. replikacji SIV/HIV. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby zwiększyć nasze zrozumienia genetycznego tła TRIM5α u tych dwóch gatunków makaków. --- Czynnik restrykcyjny TRIM5α wiąże się z białkiem kapsydu rdzenia retrowirusowego i blokuje replikację retrowirusa. Powinowactwo TRIM5α do kapsydu jest determinantą tropizmu gospodarza HIV i innych naczelnych wirusów niedoboru odporności wirusy, ale interfejs molekularny zaangażowany w tę interakcję gospodarz-patogen pozostaje słabo scharakteryzowany. Tutaj wykorzystujemy spektroskopię NMR do zbadania wiązania domeny SPRY TRIM5α rezusa z wybranymi konstruktami kapsydu HIV. HIV. Dane są zgodne z modelem, w którym jedna domena SPRY oddziałuje z więcej niż jednym monomerem kapsydu w zmontowanym rdzeniu retrowirusowym. rdzenia retrowirusowego. Wysoce ruchoma pętla SPRY v1 wydaje się obejmować lukę między sąsiednimi heksamerami kapsydu. heksamerami kapsydu, dzięki czemu kontakty między heksamerami są krytyczne dla restrykcji. Interfejs Interfejs interakcji jest rozległy, obejmuje ruchome pętle i wiele epitopów, i nie ma gorących punktów interakcji. Te właściwości, które mogą zwiększać odporność TRIM5α na mutacje kapsydu, skutkują stosunkowo niskim powinowactwem poszczególnych domen poszczególnych domen SPRY do kapsydu, a restrykcja, w której pośredniczy TRIM5α zależy od efektu awidności wynikającego z oligomeryzacji TRIM5α. --- Białko genu gustavus (gus) ma typową domenę SOCS box i powtórzenia w domenach splA i RyR (SPRY). w domenach splA i RyR (SPRY). GUS może wchodzić w interakcje z Vasa i jest niezbędny do specyfikacji komórek zarodkowych. Sklonowaliśmy dwa geny danio pręgowanego, SSB-1 i SSB-4 (białka SOCS box domeny SPRY). Analiza filogenetyczna pokazuje, że zebrafish SSB-1 i SSB-4 są skupione w kladach SSB-1-podobnych i SSB-4-podobnych z innych gatunków. Analiza RT-PCR tkanek wykazała, że zebrafish SSB-1 i -4 ulegają ekspresji w jajniku i jądrze. Zbadaliśmy przestrzenne wzorce ekspresji SSB-1 i -4 u zarodków danio pręgowanego od stadium dwukomórkowego do 72 h po zapłodnieniu (hpf) przy użyciu hybrydyzacji in situ całego zarodka. TRANSKRYPTY SSB-1 i -4 były obecne we wszystkich blastomerach podczas wczesnych stadiów embrionalnych. ale geny te różnią się wzorem ekspresji. SSB-4 mRNA był zlokalizowany w regionie pierwotnych komórek zarodkowych w zarodkach 24 i 72 hpf, ale SSB-1 nie został wykryty na tych etapach. Postawiliśmy hipotezę, że SSB-4 odgrywa rolę w wczesnym rozwoju komórek zarodkowych. --- Izoforma 5 alfa białka z motywem trójdzielnym (TRIM5α) jest silnym białkiem przeciwwirusowym które ogranicza zakażenie wirusem HIV-1 i innymi retrowirusami. TRIM5α rozpoznaje siatkę kapsydu retrowirusa poprzez swoją domenę B30.2 (PRY/SPRY) w sposób sposób specyficzny dla gatunku. Po związaniu TRIM5α indukuje przedwczesny demontaż kapsydu wirusa i aktywuje wirusowego kapsydu i aktywuje wrodzoną odpowiedź immunologiczną. Mamy określiliśmy strukturę krystaliczną domeny PRY/SPRY TRIM5α rezusa, która ujawnia istotne cechy wiązania kapsydu. Połączona mikroskopia krioelektronowa i dane biochemiczne pokazują, że monomeryczny rhesus TRIM5α PRY/SPRY, ale nie ludzki TRIM5α PRY / SPRY, może wiązać się z zespołami białek kapsydu HIV-1 bez powodując rozerwanie kapsydu. Sugeruje to, że sama domena PRY/SPRY stanowi ważny składnik TRIM5α wykrywający wzór, który jest zdolny do interakcji z kapsydami wirusowymi o różnych krzywiznach. Nasze wyniki zapewniają molekularny wgląd w mechanizmy retrowirusowej restrykcji, w której pośredniczy TRIM5α. restrykcję. --- Białka zawierające motyw trójdzielny (TRIM), które są definiowane przez obecność wspólnej struktury domenowej składającej się z palca RING, jednego lub dwóch motywów B-box i motywu zwiniętej cewki, są zaangażowane w wiele procesów biologicznych, w tym wrodzoną odporność, infekcje wirusowe, kancerogenezę i rozwój. Tutaj pokazujemy że TRIM67, który ma motyw TRIM, domenę FN3 i domenę SPRY, jest wysoce ekspresji w móżdżku i że TRIM67 oddziałuje z PRG-1 i 80K-H, który jest zaangażowany w szlak sygnałowy za pośrednictwem Ras. Ektopowa ekspresja TRIM67 powoduje degradację endogennego 80K-H i osłabienie komórek proliferacji i zwiększa neuritogenezę w linii komórkowej neuroblastoma N1E-115. Ponadto, zmiany morfologiczne i biologiczne wywołane przez knockdown 80K-H są podobne do tych obserwowanych przez nadekspresję TRIM67. Te odkrycia sugerują, że TRIM67 reguluje sygnalizację Ras poprzez degradację 80K-H, prowadząc do różnicowania neuronalnego, w tym neuritogenezy.
Jakie są biologiczne role proponowane dla białek zawierających domenę SPRY?
obrona przed infekcją retrowirusową
odporność wrodzona i adaptacyjna
transport pęcherzykowy
różnicowanie neuronalne
rozwój embrionalny